Влияние электромагнитных излучений низкой интенсивности в диапазоне крайне высоких частот на биофизические показатели человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет биологический

Кафедра биофизики

Специальность биофизика 7.070404

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ НИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ В ДИАПАЗОНЕ КРАЙНЕ ВЫСОКИХ ЧАСТОТ НА БИОФИЗИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЧЕЛОВЕКА

Клементьевой Виктории Валериевны

Научный руководитель Куценко В.П.

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник,

Заслуженный работник промышленности Украины

Рецензент Удовиченко С.В.

Работа допущена к защите:

Заведующий кафедрой Беспалова С.В., проф. д. ф-м. н.

Донецк 2009

СОДЕРЖАНИЕ

УКАЗАТЕЛЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В РАБОТЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Квантовая медицина и физика живого

1.2 Акупунктура как основа метода КВЧ-терапии

1.3 Биофизика взаимодействия ЭМИ с биообъектом

1.3.1 Электрофизические свойства тканей животных и людей

1.3.2 Особенности радиотеплового излучения биообъекта

1.3.3 Распределение мощности поглощения ЭМП в биологических тканях

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

3.1 Оценивание эффективности метода КВЧ-терапии на примере лечения язвы желудка и двенадцатиперстной кишки

3.2 Предложения по усовершенствованию качества проводимой терапии

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

УКАЗАТЕЛЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В РАБОТЕ

БАТ - Биологически активные точки

ЖКТ - Желудочно-кишечный тракт

КВЧ - Крайне высокие частоты

МРТ - Микроволновая резонансная терапия

ТА - Точки акупунктуры

УЗД - Ультразвуковая диагностика

ФГДС - фиброгастродуоденоскопия

ЭМВ - Электромагнитные волны

ЭМИ - Электромагнитное излучение

ЭМП - Электромагнитное поле

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. ХХI век - это век новых технологий, глобализации и урбанизации, век хронических и неизлечимых болезней человечества. Традиционная медицина, достижения которой, конечно же, неоспоримы, имеет однобокий подходах к человеческому организму, так как утверждает, что все в человеке происходит исключительно на уровне химических процессов. Кроме того, современный тезис о необходимости лечения больного, а не болезни, становится абсолютно бессмысленным в условиях существующей узкой специализации врачебных кадров. Несомненной проблемой также является существующие в традиционной медицине среднестатистические нормы, по которым оценивается состояние здоровья конкретного пациента...

Исходя из вышесказанного, становится понятной актуальность изучения новейших подходов в понимании целостности человеческого организма и вытекающих от сюда методов лечения.

В данной работе рассмотрены перспективы нового направления практической медицины - микроволновой резонансной терапии (МРТ) как базовой технологии квантовой медицины. Значительный интерес представляет то, что лечебная практика МРТ, способствуя мобилизации собственных ресурсов организма, позволяет уменьшить, а иногда избежать потребления большого количества лекарственных средств. Кроме того, необходимо заметить, что метод характеризуется физиологичностью, безвредностью и высокой эффективностью, которая в ряде случаев превосходит возможности современной лекарственной терапии.

Поэтому целью настоящей работы стало:

1. Изучить существующую на данный момент методику проведения процедур и аппаратное обеспечение кабинета КВЧ-терапии.

2. Оценить эффективность воздействия терапевтического низкоинтенсивного электромагнитного излучения в диапазоне КВЧ на биофизические показатели человека на примере лечения язвы желудка и двенадцатиперстной кишки.

3. Разработка новой концепции подбора терапевтической частоты.

Достижение поставленных целей требует решения следующих задач:

Изучить и оценить работу генератора ЭМИ низкой интенсивности в диапазоне КВЧ «ARIA-SC».

Изучить результаты исследований в области практического применения методики КВЧ-терапии, детально проанализировать технику проведения процедур.

Исследовать влияние ЭМИ низкой интенсивности в диапазоне КВЧ на электрокожное сопротивление человека как на биофизический показатель.

Сопоставить достоверность результатов проведенных процедур с результатами других клинико-лабораторных исследований.

Объект исследования. Экспериментальные данные, полученные при воздействии ЭМИ низкой интенсивности в диапазоне КВЧ на биообъект.

Предмет исследования. Аппарат для бесконтактного воздействия ЭМИ мм-диапазона длин волн на БАТ- «ARIA-SC».

Методы исследования основываются на общих положениях теорий: физики биологических систем, биофизики рецепции, биофизических механизмов регуляции, медицинской биофизики, радиотехнических измерений, измерений электрокожного сопротивления в точках акупунктуры, компьютерного моделирования сложных биологических структур и процессов.

Научная новизна полученных результатов состоит:

1. В новом подходе к подбору достоверной терапевтической частоты уже на первом сеансе лечения. Это обеспечит успешность всего курса предстоящей терапии.

2. В оценке адекватности лечения путем анализа изменения коэффициента отражения в момент воздействия ЭМИ низкой интенсивности в диапазоне КВЧ на БАТ.

3. В возможности получения обратной связи от БАТ в виде значения отраженного сигнала, который характеризует физиологическое состояние организма.

4. В разработке концепции построения радиометрической системы для оптимизации частоты модулирующего сигнала, воздействующего на биообъект, что в целом позволит улучшить качество проводимых процедур, минимизировать затраты времени и достичь максимальных результатов по итогам лечения.

Практическая значимость полученных результатов. Результаты выполненного исследования могут быть использованы:

- в практической медицине для проведения качественной безмедикаментозной терапии, а также лечения предпатологических состояний.

- для контроля за ходом лечения и анализа адекватности применяемых процедур в индивидуальном порядке.

- в дальнейших научных исследованиях, нацеленных на разработку еще более совершенного аппаратного обеспечения КВЧ-терапии.

Личный вклад автора дипломной работы является основным на всех этапах исследования и состоит в формулировании целей и задач работы и непосредственном выполнении всех этапов теоретических и экспериментальных исследований. Проведен обзор литературы и оценка технических и заложенных принципиальных возможностей генератора КВЧ низкой интенсивности«ARIA-SC». Осуществлена статистическая обработка данных пациентов, проходивших диагностику и лечение в клинике «Квантовой медицины», проведена оценка достоверности полученных результатов по итогам лечения язвы желудка и двенадцатиперстной кишки. На основании выводов, автором предложен новый подход в подборе терапевтической частоты и контроле над ходом лечения, для чего была разработана концепция построения радиометрической системы.

Апробация результатов дипломной работы. Результаты дипломной работы используются в практической деятельности Клиники квантовой медицины (г. Константиновка, Донецкой обл.), Научно-исследовательского центра квантовой медицины «Отклик» Министерства здравоохранения Украины (г. Киев). Отдельные положения исследований, изложенные в дипломной работе, ранее нашли отражение при выполнении курсовой работы «Влияние электромагнитных излучений низкой интенсивности в диапазоне СВЧ/КВЧ на биофизические показатели человека при лечении сахарного диабета II типа»

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Квантовая медицина и физика живого

Электромагнитные поля составляют неотъемлемую часть факторов, при воздействии которых формировалась живая природа. Электрические, электрохимические, электробиологические процессы являются необходимой частью процессов функционирования живого организма.

В 60-е годы впервые в истории радиотехники были созданы генераторы когерентных мм ЭМВ и обнаружена их аномально высокая биологическая активность, оказалось, что простейшие одноклеточные организмы дают на такое облучение резонансный ответ - очень увеличивают либо, наоборот, заметно уменьшают скорость роста, а также «откликаются» иным путем. Известны и другие факты, подтверждающие высокую биологическую активность ЭМВ мм-диапазона. Таким образом, высказанная в 1943 году немецким физиком В. Шредингером идея о квантовой природе живой материи получила развитие в терапии отдельными видами электромагнитного излучения в конце 60-х годов и комплексном их использовании с конца 80-х годов. Это говорит о том, что возраст современной квантовой медицины сравнительно невелик.

Квантовая медицина - перспективное направление современной медицины, основанное на идее о квантовой природе живой материи, последних достижениях современной науки, высоких технологиях и тысячелетнем опыте восточной медицины.

В результате многолетних исследований отечественные и зарубежные ученые-физики, и врачи пришли к выводу, что наследственная информация живого организма хранится в виде квантовой структуры. Последняя, будучи носителем генетического кода, организована в виде голограммы, которая обладает свойством в каждой своей части содержать информацию о целом. Из квантовой физики известно, что для создания голограммы необходимо лазерное излучение. Источником такого излучения в организме человека является ДНК. Однако возможности клетки этим не ограничиваются. Клетка способна обрабатывать, передавать, восстанавливать утраченную информацию и реализовывать заложенную в ней программу развития, используя для этого микроволновые излучения миллиметрового и сантиметрового диапазона, а также световые, лазерные и акустические поля. Одной из иллюстраций способности живых клеток знать и помнить, каким должен быть здоровый организм, может служить феномен фантомных болей, когда человека, давно потерявшего часть руки или ноги, начинают беспокоить ощущения в утраченных тканевых структурах. Оказывается, гены оставшихся живых клеток не только "помнят", какой была потерянная структура, но ее "квантовый образ" способен воспринимать информацию и реагировать на раздражение. Живой организм постоянно обновляется, при этом происходит непрерывная передача функциональной информации от старых клеток к молодым. И насколько процессы хранения, обработки, передачи и использования таких данных надежны, настолько устойчиво работает каждая клетка и организм в целом, то есть настолько здоров весь организм. Воздействие же на организм малыми дозами электромагнитных излучений запускает его скрытые резервы и адаптационные возможности, как на уровне клетки, так и на уровне всей биологической системы в целом, резко повышает иммунитет и мобилизует защитные силы на активное сопротивление возникшим отклонениям в функционировании.

На основе нового знания о живом был разработан новый метод лечения - метод микроволновой (миллиметровой) резонансной терапии. (МРТ), как новое направление в медицине, появилась в конце 70-х - начале 80-х годов. Родиной ее является бывший Советский Союз. В те годы было обнаружено позитивное воздействие волн миллиметрового диапазона на биологические объекты. Начавшиеся активные исследования этого воздействия привели к созданию нескольких направлений, которые, в итоге, «сгруппировались» вокруг двух школ:

Одна из них, московская школа, проводила исследования по созданию аппаратуры и методик воздействия сигналами с фиксированной частотой. Мощность сигналов при этом составляла примерно единицы - десятки милливатт.

Другая, киевская школа, занималась аппаратурой и методиками воздействия широкополосными сигналами. Обычно использовалось шумовое излучение (излучение всех частот в рабочем диапазоне), или сигналы с плавно меняющейся частотой. Мощность сигналов в этом случае была ниже в тысячи или даже в сотни тысяч раз.

Очень низкие уровни широкополосных сигналов явились узловым моментом в критике их эффективности. Представители первой школы считали, что столь маломощное воздействие не может давать значимые терапевтические результаты. Все положительные клинические случаи критики этого направления объясняли эффектом плацебо. Первое направление стали называть КВЧ (крайне высокая частота) терапией. Второе - МРТ. Наиболее ранними аппаратами КВЧ были аппараты “Явь - КВЧ” и “Электроника - КВЧ”. Первыми аппаратами МРТ были “Порог 1”, “Порог 2” и другие[8, 24, 53].

После обнаружения позитивного биологического влияния волн миллиметрового диапазона на биологические объекты стали появляться теоретические работы по объяснению механизмов этого воздействия. В первом приближении теоретические выкладки строились на резонансном взаимодействии волн миллиметрового диапазона (частоты 50-70 ГГц) и живой клетки. В этом смысле представители киевской школы аргументировали выбор широкополосных сигналов необходимостью индивидуального подбора терапевтических частот для каждого пациента в отдельности. Наиболее эффективной областью приложения такого воздействия они считали точки акупунктуры (точки, используемые в иглоукалывании). Представители московской школы в большей степени уделяли внимание воздействию на рефлексогенные зоны и зоны проекции внутренних органов. Киевской школой была создана теоретическая модель “энергетического каркаса” человека. Под ней понималась система каналов распространения радиоволн миллиметрового диапазона (естественных волноводов) в человеке. Причем эти каналы совпадали с акупунктурными меридианами традиционной китайской медицины.

В итоге, киевская школа сводила терапевтический эффект к информационному воздействию на биологически активные точки и, соответственно, МРТ к информационной (резонансной) терапии. (МРТ стали относить к аппаратурному варианту традиционной китайской рефлексотерапии.) Московская школа, большое значение отдавала энергетической компоненте воздействия.

Что же касается киевского направления развития, то у его истоков стояли ученые Андреев Е.А., Белый М.У. и Ситько С.П. В Киеве на базе Киевского научно-исследовательского центра «Отклин» уже более 20 лет при Министерстве здравоохранения Украины ведутся теоретические и экспериментальные исследования в области квантовой медицины - принципиально нового направления медицинской науки, базирующегося на современных представлениях фундаментального естествознания о физике живого, возникших благодаря открытию в 1982 году собственных характеристических частот человеческого организма. Разработанная и внедренная в клиническую практику прикладная технология квантовой медицины - микроволновая резонансная терапия (МРТ), получила высокую оценку Международной экспертизы и защищена патентами Украины, России, США, Бельгии, Китая, Аргентины и Югославии. Данные экспериментальных и клинических исследований стали основанием для применения МРТ в клинической практике при лечении и профилактике различных заболеваний в качестве самостоятельного метода без привлечения медикаментозной терапии. Метод микроволновой резонансной терапии основан на воздействии очень малыми энергиями на биологически активные точки (БАТ) организма. При лечении используется энергия в несколько миллиардов раз меньшая, чем для лампочки карманного фонарика. Поэтому все опасения по поводу "неестественной химии и физики" беспочвенны. Сегодня кабинеты МРТ с замкнутым технологическим циклом функционируют в 24 медицинских подразделениях крупных промышленных предприятий и лечебно-профилактических учреждениях системы здравоохранения, в 5 областях Украины и Автономной Республике Крым, в том числе в 12 медицинских учреждениях Донецкой области, а также в Киевской, Винницкой и Житомирской областях.

Немаловажным, для понимания глубины рассматриваемого вопроса, является тот факт, что квантовая медицина базируется на новом знании о физике живого.

Что включает в себя понятие «физика живого»? Каковы же были предпосылки к ее возникновению?

Для осмысления феномена жизни или, как минимум, для понимания механизма дифференцировки тканей, морфогенеза и формообразования, т.е. для понимания механизма реализации генома на макроскопическом уровне биология и медицина должны отказаться от идеи исключительности химических взаимодействий в живом. На самом деле, химическая парадигма тесно связана с идеей визуализации, т.е. считалось (да и сейчас считается), что серьезные биология и медицина могут иметь дело лишь с наблюдаемыми химическими превращениями, а все остальное - шарлатанство. Именно поэтому в течение столетий западной медициной не воспринималась древнекитайская медицина, основанная, как известно, на представлениях на морфологически не выделяемых меридианах. В исследовательском центре «Отклик» удалось установить электромагнитную природу меридианов, показав, что они являются структурами собственного когерентного поля организма в мм-диапазоне волн. Но об этом чуть позже.

Способность организма реагировать практически на отдельные кванты внешнего электромагнитного излучения, энергия которых в 100 раз ниже теплового фона (КТ), является веским аргументом в пользу гипотезы о квантово-механической целостности живых макроскопических объектов. В пользу этого представления говорит и анализ проблемы устойчивости существования систем в нашем мире.

Все объекты материального мира, находящиеся на каждой из ступеней квантовой лестницы, имеют собственную потенциальную яму, заполняемую уровнями в соответствии с уравнением Шредингера, между уровнями при возбуждении объекта существуют переходы (посредством фотонов или - квантов), распределение интенсивностей которых определяется правилами отбора. В результате каждый элемент на каждой из трех ступеней квантовой лестницы будет обладать индивидуальным спектром, который получил название спектр собственных характеристических частот данного ядра, атома или молекулы. Вот эти-то спектры и являются универсальными, абсолютными характеристиками (паспортами) каждого из элементов на всех трех ступенях квантовой лестницы неживой природы. Их наличие обусловлено законами квантовой механики, и именно потому применимость в явном виде квантовой механики к объекту (на уровне принципиальной возможности решения уравнения Шредингера) определяет отнесение его в сферу фундаментальной науки.

Способность квантовой механики наделять три уровня квантовой организации природы свойством фундаментальности заложена в двух принципах квантовой механики - принципах тождественности и дискретности. Именно они и определяют многообразную дифференциальную устойчивость окружающего нас мира. Поэтому, когда мы произносим: «Ядро железа» - специалист в области ядерной спектроскопии уже представляет себе спектр собственных характеристических частот этого ядра. Этот спектр является его универсальной характеристикой, т.е. все ядра железа в мире должны иметь точно такой же спектр, и обнаруженное экспериментально отличие в спектре будет означать, что мы изучаем уже не ядро железа. Такое же утверждение справедливо для всех объектов всех трех ступеней квантовой лестницы Вайскопфа. Для надмолекулярных структур, как уже отмечалось, такое утверждение несправедливо в силу отсутствия (в общем случае) возможности формирования самосогласованного потенциала.

Какое же отношение имеют все эти рассуждения к проблеме живого? Да самое непосредственное. Ведь та же многообразная дифференциальная устойчивость наблюдается и в живом мире. Это само существование родов, видов, отдельных особей. Огромное разнообразие растительного и животного мира дискретно. Сама возможность классификации растительного и животного мира земли является подтверждением сказанному. Кошки и собаки узнаваемы на всех континентах. Каждый человек, относясь к категории людей, имеет, в то же время, свои особенности, которые сохраняются если не всю жизнь, то, по крайней мере, длительное время.

Этот факт вместе с обнаруженным «проявлением собственных характеристических частот человеческого организма» привел меня к мысли о том, что любой живой организм есть целостным квантово-механическим объектом, а живое, в целом, является четвертым уровнем квантовой организации природы (четвертой ступенькой квантовой лестницы Вайскопфа).

Ранее уже было отмечено, что макроскопичность сама по себе не является препятствием для рассмотрения объекта как квантово-механического целого. Препятствием является отсутствие в обычных твердых телах и жидкостях единого для всех составляющих элементов потенциала, т.е. ограничение, связанное с короткодействующим характером сил в обычных ситуациях. Отличается ли в этом отношении живое от неживого? Да, отличается. Отличается тем, что живое представляет собой активную среду и в целом и в каждой составляющей его клетке.

Митчел был награжден Нобелевской премией за открытие протонного транспорта через протоплазменные мембраны, показав, что большую часть энергии метаболизма любая живая клетка тратит не на аккумуляцию химической энергии, как считалось раньше, а на создание и поддержание на мембране огромной напряженности электрического поля, порядка 105 В/см. И, если необходимость такого потенциала для передачи нервных возбуждений достаточно очевидна, то вопрос о целесообразности этого для всех остальных клеток до сих пор оставался открытым.

Г.Фрёлих первым обратил внимание на то, что собственные колебания протоплазменных мембран клеток в соответствии с их физическими свойствами находятся в диапазоне (1010ч1011) Гц и, будучи под напряжением, они при любом возбуждении являются источниками электромагнитного излучения именно в диапазоне миллиметровых волн [3].

Спектр электромагнитного излучения каждой мембраны определяется характером ее возбуждения, а, так как геном каждой соматической клетки конкретного живого организма одинаков, возникают предпосылки рассматривать каждую клетку как активный центр в потенциальной возможности создания когерентного электромагнитного поля целостного организма (многомодовый лазер), реализующего таким образом геном на макроскопическом уровне. Однако необходимо напомнить, что рассматриваемые активные центры (клетки) находятся в поглощающей водной среде и потому априори нельзя сказать, достаточно ли метаболической подкачки потенциала мембран для того, чтобы система прошла порог неравновесного фазового перехода и поддерживалась за этим порогом в режиме лазерной генерации на протяжении всей жизни объекта. Необходимы были свидетельства того, что такой режим действительно реализуется. Такие свидетельства были получены и экспериментально, и путем анализа представлений древнекитайской медицины через призму представлений синергетики. Таким образом, физика живого дает следующее определение живого.

Живое - это четвертый (после ядерного, атомного и молекулярного) уровень квантовой организации природы, когда самосогласованный потенциал, обеспечивающий существование эффективных дальнодействующих сил, функционирует по типу лазерного потенциала в мм-диапазоне электромагнитных волн.

Легко видеть, что такой взгляд на живое дает непротиворечивое объяснение не только всем феноменам, лежащим в основе квантовой медицины, но и делает науку о живом фундаментальной наукой со всеми вытекающими отсюда следствиями.

Живое радикально отличается от неживого. При этом возникает методологическая ясность в оценке этого отличия. У живого есть самосогласованный потенциал, которого нет у мертвого, хотя на молекулярном уровне радикальных отличий может не существовать. Это так же, как у молекулы воды Н₂О. Мы можем, как угодно подробно изучать и знать атомы водорода и кислорода, но ничего не сможем сказать о молекуле воды, т.к. молекула воды, сформированная из двух атомов водорода и одного атома кислорода, обладает качественно новым самосогласованным потенциалом со своими уровнями, со своими правилами отбора в переходах между ними и, в конечном итоге, со своим спектром собственных характеристических частот, который и является универсальным паспортом молекулы воды.[51].

Изложенные выше положения физики живого ставят живое на иерархическую вершину наших представлений о природе. Это означает, что подход к проблеме жизни требует от ученых осмысления всех знаний, накопленных человечеством. Геном действительно определяет наследственность, но не на примитивно-механическом уровне, а путем формирования индивидуального самосогласованного потенциала, собственные характеристические частоты которого характеризуют организм.

После всего сказанного выше хочется заметить, что фундаментальная наука о живом только начинается, поэтому вокруг данного вопроса идут многочисленные споры. Существующие методологические каноны требуют прямого экспериментального подтверждения основного положения гипотезы для ее превращения в теорию.

Г. Фрелих (1905-1992) - один из творцов физики ХХ века, ученик Зоммерфельда, автор пяти открытий, названых его именем, впервые высказал мысль об электромагнитной когерентности в биологических системах.

1982г-открытие собственных характеристических частот человеческого организма.

Сотрудникам Киевской клиники «Отклик» под. руководством профессора Ситько С.П. удалось установить электромагнитную природу меридианов, показав, что они являются структурами собственного когерентного поля организма в мм-диапазоне волн. Эффект Руденко [52] не только продемонстрировал электромагнитную природу китайских меридианов, само существование которых не воспринималось западной медициной, но и дал основание рассматривать их в качестве орбиталей макроскопической квантово-механической системы. Последнее утверждение основано на регистрации расщепления спектральных линий в слабых магнитных полях (квантовый эффект Зеемана) с принципиальной возможностью расчета множителя Ланде

14 мая 1989 г на Круглом столе, который проводил проф. Г. Фрёлих на Международной конференции в Киеве, было названо физикой живого.

9 декабря 1997 года удалось с помощью уникальной радиометрической системы, созданной в Научно-исследовательском Центре квантовой медицины “Отклик” (Киев, Украина) впрямую зарегистрировать неравновесную компоненту электромагнитного излучения человека именно в мм-диапазоне. Она составила величину 10^-20 ч 10^-21 Вт/Гц. В этот день гипотеза о физике живого превратилась в научное направление «Физика живого»[52,53].

Ясность в проблему вносит анализ экспериментальных исследований. Накоплен обширный клинический и экспериментальный материал, подтверждающий роль ЭМП. Многочисленными биофизическими экспериментами с использованием экранированных камер подтверждается, что электромагнитное поля окружающей среды один из регулирующих факторов в процессе роста и развития многоклеточных организмов или колоний одноклеточных (Опалинская, Агулова, 1984; Якунов, 1997)[14]. Получены экспериментальные данные о регистрации собственного излучения клетки в момент своего деления (Del Giudice et al., 1989). Установлено, что в некоторых диапазонах длин волн живые клеточные системы реагируют на сигналы, интенсивности которых сравнимы с уровнями теплового фона и естественных флуктуации (Тищук, Якунов, 1992). В экспериментах по изучению особенностей размножения одиночных клеток дрожжей в условиях электромагнитной изоляции показано, что межклеточные коммуникации, ответственные за макроскопическую когерентность колонии, имеют электромагнитную природу и установлен факт влияния внешнего электромагнитного фона на динамику клеточного размножения в начальной стадии образования колонии (Якунов, 1997). [29, 60] Таким образом, становится понятным, что о роли ЭМП в функционировании живых объектов заговорили многие ученые ХХ века, но открытие собственных характеристических частот человеческого организма сделали украинские ученые.

Для классической биологии поиск ответа на вопрос о сущности живого осуществлялся в рамках парадигмы эволюционизма, основания которой утвердились с признанием биологами теории Ч.Дарвина. Неклассическая биология связывала надежды описания сущности живого со сведением биологического к принципам термодинамики и квантовой механики. Парадигма постнеоклассической науки сделала возможной физику живого как науку о живом.

Таким образом, можно подвести итог и сказать, что квантовая медицина и физика живого, как ее составляющая, очень перспективное направление в науке заслуживающего особого внимания всего научного мира для дальнейшего его развития.[29,52].

1.2 Акупунктура как основа метода КВЧ-терапии

Особенность свойств мм-волн заключалась в том, что их активное биологическое воздействие на живые организмы проявлялось при крайне низком нетепловом уровне мощности. За этим скрывалось новое качество в эффектах взаимодействия ЭМВ с биосредами, которое стало отправным пунктом в формировании нового понимания роли мм ЭМВ в живой природе. В связи с этим была высказана продуктивная гипотеза об информационно-резонансном, а не энергетическом характере взаимодействия мм ЭМВ с биосредой. Таким образом, метод микроволновой (миллиметровой) резонансной терапии - это воздействие на человека при помощи микроволновых частот, даже не прикасаясь к нему через хорошо известные в восточной медицине точки акупунктуры - контрольные точки электромагнитного каркаса человека[10].

Акупунктура (или метод лечения воздействием на биологически активные точки) - одно из наиболее известных направлений традиционной медицины, основанных на древнекитайских практиках. Она является составной частью рефлексотерапии и заключается в воздействии с целью лечения и оздоровления на биологически активные точки организма. По-китайски метод лечения акупунктурой называется чжень-цзю-терапия (чжень - укол иглой, цзю - прижигание).

Из китайских источников известно, что вся энергетическая система организма человека состоит из 12 парных (главных) и 2 непарных Меридианов, которые объединяют 365 точек активного воздействия. Имеются ответвления от каждого меридиана к соответствующим органам, а внутри организма все внутренние ходы меридианов образуют из своих сплетений единый энергетический канал. На поверхности меридианы имеют различные соединительные каналы между парами меридианов (колатали). Непарные меридианы на выходе изнутри тела и на входе внутрь образуют кольцевые колатерали. В настоящее время из 365 классических точек акупунктуры известно название лишь 360 (сведения о пяти точках за прошедшие века были утрачены). Хотя к сегодняшнему дню найдено много новых меридианных и внемеридианных точек (и, возможно, те точки уже переоткрыты), но мы не знаем, какие именно из них относятся к классическим.

С древнейших времен постулируется, что по системе меридианов циркулирует жизненная энергия ци, совершающая свой оборот в течение суток. Она имеет двойственное происхождение: часть поступает из космоса (через дыхательную систему), а часть - из потребляемой пищи, воды и пополняет энергетическую систему меридианов. (Аналогичное понятие в Индии называется термином прана).

Энергия ци подразделяется на янское (мужское) и иньское (женское) начало. Максимальное наполнение меридианов энергией ян или инь длится всего два часа в сутки. Каждое из этих состояний отстает друг от друга на 12 часов. Янское состояние означает возбуждение, тепло, полноту, свет. Иньское - торможение, холод, темноту, пустоту.

Во время проведения сеанса очень важно в каждом конкретном случае правильно подобрать рецептуру точек, время суток для лечебного сеанса и продолжительность воздействия. Кроме того, манипулируя способом воздействия и временем воздействия, можно оказывать на точки так называемый тормозной или возбуждающий эффекты. Это было показано еще древними врачами, которые разработали различные правила расчета сочетания точек, противопоказания и показания к их применению на основе индивидуальных ритмов человека и ритмов окружающей среды.

Проведенные исследования динамики процессов электрической проводимости в точках акупунктуры у людей здоровых и с различными заболеваниями показали, каково участие этих точек в процессах поддержания гомеостаза организма (явление поддержания динамического постоянства внутренней среды организма). Информационными механизмами данного управления являются гомеостаты - элементарные единицы управления живых систем, которые объединяются между собой в сложные иерархические структуры. Их отличает важная особенность - обработка информации происходит одновременно по двум каналам, направленным навстречу друг к другу, то есть такие системы имеют внутреннее управляемое противоречие. Природа не случайно выбрала подобные схемы управления: они оказались ультраустойчивыми к помехам и одновременно весьма чувствительными к изменениям внутренних или внешних сигналов. Именно таким строением обладает система меридианов акупунктурной системы.

Необходимо также заметить, что БАТ имеет более низкое сопротивление электрическому току, нежели весь остальной кожный покров. Этот факт был открыт в начале 20 века французом де ла Фуйе. Чуть позже японец Накатани заметил, что электрическое сопротивление в БАТ изменяется в зависимости от функции органа, к которому принадлежит данная БАТ. Если орган активно расходует энергию, как, например, при воспалении, то сопротивление в БАТ падает. В противоположность, если в органе преобладают процессы, связанные с накоплением энергии или дегенерацией (развитие рубцов, опухолей, спаек), то сопротивление в БАТ начинает расти и нередко приближается к сопротивлению обычной кожи, а иногда и превышает таковое.

В заключение следует сказать, что метод акупунктуры, выдержав многовековой "испытательный срок" и обогатившись новыми достижениями современной науки, по сей день с успехом служит на благо людей. Он активно развивается в нашей стране, и занял достойное место в ряду наиболее эффективных методик современной медицины[15, 20, 30].

И в заключение необходимо сказать, что метод акупунктуры, который лежит в основе КВЧ-терапии, в сочетании с новейшими технологиями, позволит создать еще более совершенную методику для восстановления человеческого организма.

1.3 Биофизика взаимодействия ЭМИ с биообъектом

Механизм действия КВЧ-полей на организм складывается из двух процессов: первичного (непосредственного влияния микроволны на ткани организма) и вторичного - возникающих в ответ на него нейрорефлекторных и нейрогуморальных реакций целостного организма. Первичное влияние проявляется в зоне локального воздействия состоит из теплового и нетеплового компонентов. Тепловой компонент проявляется нагревом тканей за счёт эндогенного тепла, которое образуется в результате трения, возникающего при движениях свободных ионов электролитов тканей и колебаний дипольных молекул вокруг своей оси в процессе ориентировки их по направлению силовых линий электромагнитного поля, а также за счёт выделения тепла молекулами воды при поглощение ими энергии микроволн. Частота колебаний поля молекул воды совпадает с частотой КВЧ-колебаний, поэтому наибольшее образование тепла происходит в тканях, содержащих значительное количество воды - в крови, лимфе, мышцах, тканях паренхиматозных органов. Нетепловой (экстратермический, осциляторный) компонент механизма действия микроволн заключаются в различных внутримолекулярных физико-химических и электрохимических изменениях и в структурных перестройках, возникающих под влиянием энергии микроволн в сложных биоколлоидных системах (изменение осмотического давления, поверхностного напряжения, проницаемости клеточных мембран, коллоидного состояния цитоплазмы и межклеточной жидкости, ориентирование элементов крови и поляризованных ветвей белковой макромолекул в направление силовых линий электромагнитного поля, резонансное поглощение энергии колебаний отдельными макромолекулами, аминокислотами и др.). Эти изменения, при адекватной дозировки КВЧ-терапии, изменяют функциональное состояние клеток, тканей и органов. Соотношение теплового и нетеплового компонентов в действии микроволн определяется дозировкой воздействия - при малой мощности преобладает нетепловой, а при большой мощности - тепловой компонент. В лечебных дозах КВЧ-поля обладают противовоспалительным, бактерицидным, болеутоляющим, спазматическим действием. КВЧ-терапия оказывает регулирующее, стимулирующее влияние на нервную эндокринную систему, обмен веществ. Под действием КВЧ-полей отмечается нормализация тонуса магистральных и периферических сосудов, активация процессов микроциркуляции (ускорение тока крови в капиллярах, их расширение), регуляция сосудистой проницаемости, улучшение окислительно-восстановительных процессов и трофики тканей. МРТ, активируя адаптационно-трофические системы - симпатоадреналовую (преимущественно её симпатическое звено) способствует улучшению глюкокорнекоидной функции надпочечников и подавлению аллергических реакций, нормализации трофики синовиальной оболочки. КВЧ-терапия способствует улучшению проводимости периферических нервов, нормализации лабильности нервно-мышечного аппарата, уменьшению атрофии мышц, оказывает обезболивающее действие[22].

Однако единого мнения о физических механизмах взаимодействия миллиметровых волн с биологическими объектами не существует, так как неизвестно ключевое звено, связывающее метаболизм клетки с ЭМИ. Тем не менее, можно считать, что электромагнитное излучение низкой интенсивности является универсальным механизмом передачи информации как между живыми объектами, так и между клетками в пределах биологического объекта. Данное утверждение основано на двух убедительных фундаментальных положениях: способности живых объектов генерировать собственное и реагировать на внешнее излучение.

Были выдвинуты различные гипотезы относительно первичных механизмов такого воздействия на биологические объекты. В настоящее время наиболее признаны научные концепции московской и киевской школ.

Московская школа придерживается радиофизического подхода, согласно которому эффекты воздействия мм-волн связаны с возбуждением акустоэлектрических волн в мембранах клеток с признаками патологии с последующей генерацией клетками сигналов управления восстановительными процессами.

По мнению киевской школы электромагнитные поля миллиметрового диапазона изначально присущи всему живому и именно поэтому терапевтический эффект может реализовываться отдельными квантами внешнего воздействия (10^-20-10^-21) Вт/Гц·см² Согласно гипотезе О. Бецкого и Петрова первичной мишенью для ЭМИ является не собственно клетка организма, а водная среда верхней части кожного покрова (водный матрикс организма), что приводит к повышению химической активности молекул структурированной воды живого организма. Далее по принципу триггерного эффекта возбуждение передается, как информационный сигнал, до уровня белков клеточной мембраны.

Существует также гипотеза, которая предполагает наличие так называемого корреляционного механизма активации собственных электромагнитных полей клеток организма при внешнем облучении. Выдвинута биоэнергетическая точка зрения на механизм взаимодействия ЭМИ мм-диапазона с биологическим объектом с отведением особой роли двойного резонанса при наличии модуляции мощности излучения. Поскольку конечный терапевтический эффект такого воздействия - восстановительные процессы, ликвидирующие патологию клетки - несомненно достигается энергозатратными биофизическими и биохимическими реакциями, то речь идет об инициировании внешним биоинформационным сигналом соответствующих энергетических процессов. ЭМИ мм-диапазона оказывает разностороннее воздействие на целостный организм и, в первую очередь, на процессы регуляции и поддержания гомеостаза. Реализация этого воздействия в значительной мере обеспечивается за счет субклеточных, клеточных и гуморальных механизмов регуляции функций и обусловлена рядом особенностей.

Одной из основных особенностей взаимодействия данного вида излучений с объектом-мишенью является его многоуровневый характер: эффекты воздействия проявляются на всех уровнях биологической организации организма, начиная с субмолекулярного. Уникальна еще одна особенность взаимодействия указанного излучения с биологическим объектом. В то время, как при воздействии практически всех факторов внешней среды на организм нарастание интенсивности воздействия сопровождается усилением отклонений параметров функциональной активности клеток, тканей, органов, систем от "физиологического" уровня, в механизме влияния мм-волн на биообъекты уникальной особенностью является возможность их резонансного взаимодействия с эндогенным ЭМИ биообъекта. Это явилось объективной предпосылкой для разработки методов использования данного вида излучения с целью направленной коррекции (нормализации) параметров гомеостаза организма независимо от отклонений, обусловленных патологией (повреждением) [22, 23, 29].

Возбуждение когерентных колебаний является природным механизмом саморегуляции клетки. В "нормальном" (стационарном) состоянии клетки не генерируют когерентных колебаний в мм-диапазоне. При изменении клеточного гомеостаза (переход в нестационарное состояние) возбуждаются указанные колебания и, действуя по принципу механизма обратной отрицательной связи на нарушенные функции клетки способствуют их восстановлению. При этом возбуждающиеся в клетке когерентные колебания в указанном диапазоне частот способствуют восстановлению именно тех структур, в которых произошли нарушения. Если по каким-либо причинам переход клетки из стационарного состояния в нестационарное не сопровождается генерированием когерентных колебаний, наложение внешнего ЭМИ мм-диапазона способно имитировать собственные колебания клетки, ускоряя процесс восстановления.

Понятие клеточные механизмы воздействия мм-волн на организм объединяет совокупность изменения метаболизма, структуры и функций клеток под влиянием данного вида излучения и возможной роли указанных изменений в реакциях, реализуемых на клеточном и надклеточных уровнях.

Основную роль в механизмах взаимодействия ЭМП КВЧ с биологическими тканями на молекулярном уровне играют колебания ионов и вращение молекул воды, которые собственно и приводят к нагреву тканей. Часть воды в них находится в связанном с белками состоянии (0,3…0,4 г воды на 1 г белка). При содержании белка примерно 25% от массы ткани, количество связанной воды составляет 10% от ее общего количества. Но некоторые ткани содержат значительно больше связанной воды, например ткани хрусталика глаза, в которой примерно 20% связанной воды.

В зависимости от силы связи частоты релаксации воды изменяются от 0,1 до 1 ГГц. На этих частотах искомая проводимость связанной воды может превышать проводимость чистой воды и электролитов, что должно привести к значительному выделению тепла в слое, связанной с белками, воды и как следствие - к ее «плавлению». Последнее является более вероятным в участках клетки с большим содержанием белка (митохондрии, ядра). В ядрах клеток содержится, кроме того, значительное количество ДНК, с которой тоже ассоциирована значительное количество воды.

Повышение концентрации ионов в середине клетки или в поверхностных слоях мембраны, которые имеют ионно-обменные свойства, также могут привести к неравномерному поглощению энергии ЭМП КВЧ и к возникновению микролокальных температурных градиентов на мембране, что должно повлиять на их проводимость. Возможность выявления этого эффекта вероятнее всего при воздействии ЭМП на частотах от 0,1 до 1 ГГц, на которых ионная проводимость больше, чем проводимость воды.

Насколько существенно описанные механизмы могут изменять нормальное функционирование клетки, сегодня неизвестно. В связи с этим следует подчеркнуть увеличение (почти в 2 раза) включение азотистых оснований в ДНК- клеточных ядер, и разрастания клеточной мембраны после облучения клеток ЭМП КВЧ. Зафиксирована, также значительно большая чувствительность раковых клеток к КВЧ-нагреву в сравнении с нагревом в водяной бане, что также объясняет микролокальный механизм взаимодействия ЭМП КВЧ с клеткой [33, 51].

В диапазоне ЭМП КВЧ лежат частоты вращения релаксации аминокислот, пептидов и аминокислотных остатков белков. Теоретически и экспериментально доказано, что никаких специфических эффектов, кроме тепловых, от возбуждения этих движений ЭМП ожидать нельзя, до появления напряжения поля в несколько киловольт на сантиметр. При таком напряжении наблюдаются эффекты насыщения диэлектрической проницаемости белков, что сопровождается их денатурацией.

В миллиметровом диапазоне длин волн предвидятся такие эффекты, которые индуцируются полем: вращение концевых групп аминокислотных остатков белков (-ОН, -NН?), инверсия группы (-NН?) и тунелирование протона в системах водных связей.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 Возможные молекулярные механизмы взаимодействия ЭМП с биологическими тканями на разных частотах.

Ученые высказывают предположение про возможные возбуждения колебаний в биологических макромолекулах в диапазоне частот 10¹¹…10¹² Гц, вследствие чего должны наблюдаться конформационные изменения, которые влияют на функциональные свойства макромолекул. Эти гипотезы основаны на распределении дипольных и механических свойств молекул биополимеров.

В 80-х гг. ХХ ст. было начато исследование действие излучение миллиметровых волн на биологические объекты разных уровней организации. Результатом таких исследований стало открытие частотно зависимых эффектов изменение скорости размножение клеток, их морфологических и биохимических свойств.

Тот факт, что миллиметровое излучение, которое поглощается в поверхностных слоях кожи, вызывает соответствующую реакцию клеток, указывает на непрямое действие ЭМП, которое осуществляется через промежуточные цепи. Вероятно, механизм этого эффекта имеет рефлекторный характер, впрочем, первичный механизм действия миллиметровых волн пока только обсуждается.

Следует заметить, что энергии квантов излучения КВЧ-диапазона слишком мала, чтобы заметно повлиять на структуру биополимеров. Наличие частотной зависимости биоэффектов, а также пороговых и «насыщающих» интенсивностей порядка 0,01…0,1 мВт/см² указывает на нетепловую природу эффектов и не противоречит правомерности гипотезы про механизм биологического действия миллиметровых волн.

Биологические эффекты зависят от энергии (напряженности) электромагнитных волн. В зависимости от этого параметра различают слабые (нетепловые, низкоэнергетические, низкоинтенсивные) и сильные (тепловые) влияния. Условной границей их разделения является величина 10 мВт/см² облучаемой поверхности. При такой напряженности излучения среднее повышение температуры тела человека не превышает 0,1 ?С, что на фоне целостного организма является физиологически незначительной величиной. Практически общепринятым является утверждение, что самые интересные биологические эффекты, наблюдаются при слабых воздействиях. В полной мере это касается миллиметровых волн, где низкоинтенсивные эффекты проявляется наиболее четко. Сильные тепловые воздействия называют энергетическими, а слабые, при наличии выраженного биологического эффекта - информационными. Биологические эффекты в КВЧ-диапазоне связывают с информационным характером воздействия.[41, 46].

Биологические эффекты, возникающие в результате воздействия миллиметровых волн, изучалось с использованием живых организмов, от микроорганизмов до организма человека и животных. Было так же выявлено, что биологический эффект может зависеть от частоты.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2 Зависимость биологического эффекта от частоты воздействия.

Есть еще одна интересная особенность, которая заключается в том, что один и тот же биологический эффект проявляется во время изменения падающего напряжения в широких пределах, оставаясь в «коридоре» низких интенсивностей.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3 Зависимость биологического эффекта от мощности воздействия.

Биологический эффект имеет пороговый характер. Энергоинформационное резонансное взаимодействие облучающего сигнала с клетками живых организмов подтверждает как регистрация биоинформационного излучения человеческого организма в миллиметровом диапазоне волн, так и непрямая регистрация на дециметровых волнах (1 ГГц) отклика на облучение миллиметрового диапазона(50…52ГГц). Важно, что непрямая регистрация на 1ГГц проявляется только при мощностях Р<1…10 мкВт, а частота отклика воды и человеческого организма совпадает.

Влияние слабых и очень слабых уровней сигналов на биосистемы объясняется следующим образом:

· Совпадение частот колебаний клеточных структур с частотами КВЧ-диапазона (Частота колебаний ДНК- 2Ч10?…9Ч10? Гц, хромосом- 7,5Ч10¹¹…1,5Ч10¹³ Гц, генома клетки человека- 2,5Ч10¹³ Гц), что свидетельствует о их частотном родстве.

· Низким уровнем собственного электромагнитного излучения в миллиметровом диапазоне частот, который составляет 1Ч10^-21…1Ч10^-23 Вт/Гц для шумовых сигналов или 3Ч10^-12…3Ч10^-14 Вт для монохроматических сигналов и обеспечивает биоинформационный обмен между клетками биообъекта.

· Возможностью биосистем высокого уровня организации (людей) реагировать на подпороговые уровни ЭМИ и способностью биосистем накапливать влияние ЭМП.

На основании приведенных данных делается вывод, что реакция клеток организма человека начинается с уровня 1Ч10^-23 Вт/Гц. По уровню собственного ЭМИ человеческий организм находится в пределах 1Ч10^-21…1Ч10^-23 Вт/Гц[56].

1.3.1 Электрофизические свойства тканей животных и людей

Электрофизические свойства биологических тканей в КВЧ диапазоне исследованы в работах Шванна и его сотрудников, которые провели измерение значений е и у на примерах разнообразных тканей в широком диапазоне частот.

В табл. 1 представлены обобщенные из разных работ значения диэлектрической проницаемости, электропроводимости, тангенса угла потерь, длина волны в ткани, глубина проникновения энергии для тканей с большим и малым содержанием воды в зависимости от частоты ЭМП.

К тканям с высоким содержанием воды относят мышцы, кожу, печень, почки, сердце; малое содержание воды в жировой, костной ткани, а также в костном мозге. Содержание воды в крови значительно больше, чем в других тканях, и равно в среднем 83%.

Как вывод из данных таблицы 1 можно сказать, что с увеличение частоты диэлектрическая проницаемость тканей значительно уменьшается, а проводимость увеличивается, соответственно с теорией Дебая. При этом необходимо внести поправки, которые отображают присутствие белков и липидов с более низким значением е и у и в сравнении с водой, частота релаксации молекул которой выше, частоты релаксации молекул других компонентов ткани (она изменяется от 9 до 25 ГГц при изменении температуры от 0 до 37 ?С)