Влияние электромагнитных излучений на организм человека
Воздействие электромагнитных излучений на человека
Бурное развитие науки и техники в XX в. привело к созданию генераторов электромагнитных полей, которые широко используются в промышленности, связи, военной сфере, радионавигации, здравоохранении, быту. Столь широкое их применение сопровождается прогрессирующим электромагнитным загрязнением окружающей среды, создающим угрозу здоровью населения. И действительно, всем известно о вреде многочасового просмотра телевизионных программ и беспрерывной работы за компьютером в течение рабочего дня.
Электромагнитные поля биологически активны — живые существа реагируют на их действие. Однако у человека нет специального органа чувств для определения электромагнитных полей (за исключением оптического диапазона). Наиболее чувствительны к электромагнитным полям центральная нервная система, сердечно-сосудистая, гормональная и репродуктивная системы.
Длительное воздействие на человека электромагнитных полей промышленной частоты (50 Гц) приводит к расстройствам, которые субъективно выражаются жалобами на головную боль в височной и затылочной области, вялость, расстройство сна, снижение памяти, повышенную раздражительность, апатию, боли в сердце, нарушение ритма сердечных сокращений. Могут наблюдаться функциональные нарушения в центральной нервной системе, а также изменения в составе крови.
Воздействие электростатического поля на человека связано с протеканием через него слабого тока. При этом электротравм никогда не наблюдается. Однако вследствие рефлекторной реакции на протекающий ток возможна механическая травма от улара о расположенные рядом элементы конструкций, падение с высоты и т. д. К электростатическим полям наиболее чувствительны центральная нервная система, сердечно-сосудистая система. Люди, работающие в зоне действия электростатических полей, жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна.
При воздействии магнитных полей могут наблюдаться нарушения функций нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в составе крови. При локальном действии магнитных полей (прежде всего на руки) появляется ощущение зуда, бледность и синюшность кожных покровов, отечность и уплотнение, а иногда ороговение кожи.
Воздействие электромагнитного излучения радиочастотного диапазона определяется плотностью потока энергии, частотой излучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывное, прерывистое, импульсное), размером облучаемой поверхности тела, индивидуальными особенностями организма. Воздействие электромагнитного излучения может проявляться в различной форме — от незначительных изменений в некоторых системах организма до серьезных нарушений в организме. Поглощение организмом человека энергии электромагнитного излучения вызывает тепловой эффект. Начиная с определенного предела организм человека нс справляется с отводом теплоты от отдельных органов, и их температура может повышаться. В связи с этим воздействие электромагнитное излучение особенно вредно для тканей и органов с недостаточно интенсивным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный и мочевой пузыри). Облучение глаз может привести к ожогам роговицы, а облучение ЭМИ СВЧ-диапазона — к помутнению хрусталика — катаракте.
При длительном воздействии электромагнитного излучения радиочастотного диапазона даже умеренной интенсивности могут произойти расстройства нервной системы, обменных процессов, изменения состава крови. Могут также наблюдаться выпадение волос, ломкость ногтей. На ранней стадии нарушения носят обратимый характер, но в дальнейшем происходят необратимые изменения в состоянии здоровья, стойкое снижение работоспособности и жизненных сил.
Инфракрасное (тепловое) излучение, поглощаясь тканями, вызывает тепловой эффект. Наиболее поражаемые ИК-излучением — кожный покров и органы зрения. При остром повреждении кожи возможны ожоги, резкое расширение капилляров, усиление пигментации кожи. При хроническом облучении появляется стойкое изменение пигментации, красный цвет лица, например у стеклодувов, сталеваров. Повышение температуры тела ухудшает самочувствие, снижает работоспособность человека.
Световое излучение при высоких энергиях также представляет опасность для кожи и глаз. Пульсации яркого света ухудшают зрение, снижают работоспособность, воздействуют на нервную систему (подробнее световое излучение рассматривается в главе 2 раздела V).
Ультрафиолетовое излучение (УФИ) большого уровня может вызвать ожоги глаз вплоть до временной или полной потери зрения, острое воспаление кожи с покраснением, иногда отеком и образование пузырей, при этом возможно повышение температуры, появление озноба, головная боль. Острые поражения глаз называются электроофтальмией. Хроническое УФИ умеренного уровня вызывает изменение пигментации кожи (загар), вызывает хронический конъюктивит, воспаление век, помутнение хрусталика. Длительное воздействие излучения приводит к старению кожи, развитию рака кожи. УФИ небольших уровней полезно и даже необходимо для человека. Но в производственных условиях УФИ, как правило, является вредным фактором.
Воздействие лазерного излучения (ЛИ) на человека зависит от интенсивности излучения (энергии лазерного луча), длины волны (инфракрасного, видимого или ультрафиолетового диапазона), характера ихтучения (непрерывное или импульсное), времени воздействия. На рис. 1 представлены факторы, определяющие биологическое действие лазерного излучения. Лазерное излучение действует избирательно на различные органы, выделяют локальное и общее повреждение организма.
Рис. 1. Факторы, определяющие биологическое действие лазерною излучения
При облучении глаз легко повреждаются и теряют прозрачность роговица и хрусталик. Нагрев хрусталика приводит к образованию катаракты. Для глаз наиболее опасен видимый диапазон лазерного излучения, для которого оптическая система глаза становится прозрачной и поражается сетчатка глаза. Поражение сетчатки глаза может привести к временной потери зрения, а при высоких энергиях лазерного луча даже к разрушению сетчатки с потерей зрения.
Лазерное излучение наносит повреждения кожи различных степеней — от покраснения до обугливания и образования глубоких дефектов кожи, особенно на пигментированных участках (родимые пятна, места с сильным загаром).
ЛИ, особенно инфракрасного диапазона, способно проникать через ткани на значительную глубину, поражая внутренние органы. Например, прямое облучение поверхности брюшной стенки вызывает повреждение печени, кишечника и других органов, при облучении головы возможны внутричерепные кровоизлияния.
Длительное воздействие лазерного излучения даже небольшой интенсивности может привести к различным функциональным нарушениям нервной, сердечно-сосудистой систем, желез внутренней секреции, артериального давления, повышению утомляемости, снижению работоспособности.
Патологические изменения, вызванные искусственными электромагнитными полями в живом организме
Тяжесть выявленных расстройств ставят в прямую зависимость от напряженности электромагнитного поля, длительности его воздействия, сочетания определенных уровней облучения и времени облучения, физических особенностей различных диапазонов электромагнитного поля, условий внешней среды, функционального состояния организма.
Большинство исследователей, изучавших клиническую картину заболеваний, возникших под влиянием электромагнитных полей, сходятся на том, что раньше других на электромагнитные волны реагирует нервная система. Обследование большого числа пациентов позволило выявить симптомокомплекс, характерный для так называемой магнитной, или радиоволновой болезни. При этом изменения, происходящие в организме, можно характеризовать как функциональное расстройство центральной нервной системы, протекающее преимущественно по типу вегетативной дисфункции с астеническими явлениями, реже по неврастеническому типу.
Систематизация клинических проявлений заболевания позволила выделить три основные ее формы: астенический синдром, вегетативно-сосудистую (нейроциркуляторную) дистонию и диэнцефальный (микродиэнцефальный) синдром.
При астеническом синдроме возможны различные нарушения вегетативных функций, лабильность пульса и артериального давления. Изменения, как правило, обратимы и поддаются лечению.
В основе вегетативно-сосудистои дистонии лежит сосудистая лабильность: колебания показателей пульса и артериального давления, брадикардия, сменяющаяся тахикардией, артериальная гипотония, иногда гипертензия, изменения функции сердца и капилляров. Заболевание может носить затяжной характер.
Для диэнцефального синдрома характерны комплексные висцеральные дисфункции, вегетативно-сосудистые кризы, протекающие на фоне астенического состояния. Наблюдаются гипокинезии, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая слабость, угнетение полового и пищевого рефлексов. Изменения не всегда обратимы, такие больные нуждаются в специализированном стационарном лечении.
По тяжести течения заболевания различают следующие его степени: первую, или начальную (компенсированную), вторую (умеренно выраженную), третью (выраженную). В отдельных случаях болезнь переходит в хроническую форму. Особенно страдают от радиоволновой болезни дети.
 Электромагнитная опасность
За недоказанностью преступления
Нужно признать, что, несмотря на многочисленные исследования, окончательных доказательств вредного воздействия электромагнитных полей радиотелевизионных источников на людей, не связанных с ними по работе, нет. Надо также иметь в виду, что санитарные нормы на электромагнитное излучение составлены с солидным «запасом», и даже если они до некоторой степени превышены, это еще не причина для паники.
Исследования влияния электромагнитных полей на здоровье людей начались еще в 1960-х годах. Они касались в основном работников промышленных предприятий, имеющих контакт с генераторами электромагнитного излучения. Было выделено заболевание — радиоволновая болезнь. Она проявляется в функциональных нарушениях нервной системы, неврастеническом и астеническом синдромах. Люди, долгое время находящиеся в электромагнитном поле, жалуются на слабость, раздражительность, быструю утомляемость, ослабление памяти, нарушение сна.
Разумеется, специалисты стремились также выяснить, проявляется ли радиоволновая болезнь в быту. Но здесь картина до сих пор не вполне ясная. По данным некоторых исследований, люди, живущие вблизи источников электромагнитных полей, часто жалуются на раздражительность, нетерпеливость. Через несколько лет у некоторых из них появляется чувство внутренней напряженности, суетливость. Нарушаются внимание и память, повышается утомляемость, ухудшается сон.
Однако имеется и другая точка зрения, сформулированная на основе пятнадцатилетних наблюдений: патологические эффекты возникают только при больших дозах облучения, при которых повышается температура тела. При небольшой интенсивности электромагнитного поля патологических изменений не обнаружено.
Широко распространено мнение, что даже при низкой интенсивности электромагнитные поля оказывают отрицательное воздействие на беременных женщин, могут быть причиной преждевременных родов и патологии у детей. В научной литературе можно встретить сообщения о том, что у женщин, имеющих контакт с электромагнитным излучением, чаще встречаются болезни половых органов, осложнения беременности и родов, нарушения менструального цикла. В последние годы в США, Канаде, Швеции, Финляндии, Норвегии и Дании проблемой влияния электромагнитных полей на беременность и потомство занималось десять независимых исследовательских групп. Девять из них получили отрицательный ответ.
Ряд исследований устанавливает связь между проживанием вблизи источников электромагнитного излучения и возрастанием риска таких заболеваний, как опухоли мозга, рак молочной железы, лейкемия, рак легких, рак щитовидной железы. Другие исследования не подтверждают эту связь. Корреляция между повышенным фоном электромагнитного излучения и развитием опухолей установлена примерно в половине опубликованных на сегодняшний день работ. Относительно более определенно вырисовывается негативное влияние повышенного электромагнитного излучения на развитие опухолей у детей.
В настоящее время однозначного мнения по этой проблеме нет. Нет и ясности в вопросе о том, какие дополнительные условия способствуют развитию опухолевого процесса. Высказывается точка зрения, что электромагнитное поле может способствовать развитию рака, в то время как предрасположенность к нему определяется другими факторами внутренней и внешней среды.
Допустим, однако, что верны именно худшие оценки, и превышение электромагнитного фона относительно определенного уровня действительно приводит к отрицательным последствиям. Стоит ли в этом случае волноваться москвичам, живущим в непосредственной близости от Останкинской и Шуховской телебашен, других радиовещательных точек?
По оценкам американского эксперта Джеймса Хэтфилда, представителя крупнейшей компании, производящей измерительные приборы для контроля уровня электромагнитного излучения, санитарные нормы в отношении электромагнитных полей разработаны таким образом, что какие-либо заметные биологические последствия наступают лишь при превышении их в 10-50 раз. Такого превышения по полям теле- и радиоисточников в Москве не наблюдал никто никогда: ни официальные инстанции, ни оппозиционно настроенные защитники окружающей среды. Максимальные превышения, которые были зафиксированы, составляют две, максимум три московские нормы. При этом все профессионалы постоянно подчеркивают исключительность российских норм по этому типу излучений как самых жестких в мире. А московские нормы еще более жесткие, чем общероссийские.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ — НЕВИДИМЫЕ УБИЙЦЫ
Нас учили в школе, что труд превратил обезьяну в человека, а научно-технический прогресс – двигатель всего человечества. Казалось бы, что с его движением должно улучшаться качество и количество прожитых лет человеком. На самом деле, чем глубже входит в нашу жизнь НТП, тем тяжелее нам живется и тем чаще люди встречаются с неизвестными ранее болезнями, которые в прямой прогрессии появляются и развиваются вместе с техническим прогрессом. Не будем оспаривать, что блага цивилизации – это плохо. Поговорим о скрытой угрозе для человека и его потомков — электромагнитных излучениях.
Исследования ученых за последние десятилетия показывают, что электромагнитная радиация не менее опасна, чем атомная. Электромагнитный смог, взаимодействуя с электромагнитным полем организма частично его подавляет, искажая собственное поле организма человека. Это приводит к снижению иммунитета, нарушению информационного и клеточного обмена внутри организма, возникновению различных заболеваний. Доказано, что даже относительно слабого уровня длительное влияние электромагнитного излучения может вызвать рак, потерю памяти, болезни Альцгеймера и Паркинсона, импотенцию, разрушение хрусталика глаза, уменьшение количества красных кровяных телец. Особенно опасны электромагнитные поля для беременных женщин и их для детей. Электромагнитные излучения способствуют нарушению половых функций у мужчин и нарушению детородных у женщин.
Безопасный для здоровья человека предел интенсивности электромагнитных полей установили американские и шведские ученые — (0,2 мкТл). К примеру, стиральная машина – 1 мкТл, СВЧ-печь (на расстоянии 30 см) — 8 мкТл, пылесос – 100 мкТл, а при отправлении поезда в метро — 50-100 мкТл.
Давно ученые говорят и о негативном воздействии на детский организм электромагнитных полей (ЭМП). Так как размер головы ребенка меньшего размера, чем у взрослого, то излучение проникает глубже в те отделы мозга, которые у взрослого человека, как правило, не облучаются. Это касается мобильных телефонов, которые просто подвергают мозг «локальному» перегреву. Эксперименты на животных подтвердили: при увеличении доз высокочастотного излучения в их мозгу образовывались буквально сваренные участки. Исследованиями учёных США доказано, что сигнал от телефона проникает в мозг на глубину до 37,5 мм., чем создаёт помехи в работе нервной системы.
Растущие и развивающиеся ткани наиболее подвержены неблагоприятному влиянию электромагнитного поля. Оно биологически активно также в отношении эмбрионов. Беременная женщина, работающая за компьютером, подвергается воздействию ЭМП практически все тело, включая развивающийся плод, Кстати, заблуждаются те, кто думает, что портативные компьютеры практически безопасны. Подумайте хорошенько о негативных последствиях их воздействия, прежде, чем располагать портативный компьютер на животе или коленях. Да, жидкокристаллические экраны не имеют электростатического поля и не несут рентгеновского излучения, но электронно-лучевая трубка — не единственный источник электромагнитных излучений. Генерировать поля могут преобразователь напряжения питания, схемы управления и формирования информации на дискретных жидкокристаллических экранах и другие элементы аппаратуры.
ТАК ВРЕДНО ИЛИ НЕТ?
Говоря об ЭМП нельзя не упомянуть о Wi-Fi. В Интернете можно ознакомиться с множеством статей по этому поводу: «Сети Wi-Fi опасны для здоровья», «Wi-Fi вредно влияет на организм человека?», «Излучение сетей Wi-Fi наносит вред деревьям, считают ученые», «Вредна ли технология Wi-Fi для детей?».
В США известны примеры, когда родители подавали в суд из-за Wi-Fi, установленных в школах и университетах. Опасения родителей, что беспроводные сети наносят непоправимый вред здоровью детей и подростков, оказывая разрушающее влияние на растущий организм, небезосновательны. Wi-Fi, например, действует на той же частоте, что и СВЧ-печь. Для человека такая частота совсем не так уж и безвредна, как представляется. За последнее время было опубликовано около 20 000 исследований. Они доказывают тот факт, что Wi-Fi негативно влияет на здоровье млекопитающих, в частности, на здоровье человека. Мигрени, простуда, боли в суставах, но чаще всего, в числе вызываемых Wi-Fi болезней фигурируют рак, сердечная недостаточность, слабоумие и ухудшение памяти. В США, Великобритании и Германии все чаще отказываются от Wi-Fi в школах, больницах и университетах. Причиной отказа называют — вред здоровью людей. Сегодня официального вердикта, в случае с Wi-Fi, как это было с признанием вреда мобильных телефонов ВОЗ, в случае с Wi-Fi пока нет. Ведь открывшаяся правда принесет немалые убытки, тем кто в этом не заинтересован. Как говорится: «Спасение утопающего — дело рук самого утопающего». И прав тот читатель, который прочитав статью о вреде Wi-Fi написал: «В конце концов, каждый сам решает отчего ему болеть».
ИСКЛЮЧИТЬ НЕГАТИВНОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВЛИЯНИЕ WI-FI
Воздействие Wi-Fi на организм человека, в отличие от мобильного телефона, не столь ощутимо. Но если Вы все-таки пользуетесь беспроводными технологиями для подключения в Интернет или корпоративную сеть на постоянной основе — откажитесь от них. Лучше проведите себе обычную витую пару. Старайтесь уменьшить время использования беспроводных сетей любого рода. Не держите источник электромагнитного излучения вблизи от тела. Минимизируйте количество времени пользования мобильным телефоном или blutooth гарнитурой. Используйте проводную связь. Если Вы беременны, — старайтесь как можно дальше находиться от беспроводных сетей. Вред воздействия Wi-Fi на беременных пока никто не доказал. Но кто знает, как отразятся эти ноу-хау на организме будущего малыша? Ведь настоящая любовь к ребенку заключается не в купленной очередной игрушке или красивой одежде, а в том, чтобы вырастить ребенка крепким и здоровым.
В медицинском центре «Парацельс» Вы можете пройти диагностику воздействия электромагнитных влияний на ваш организм. При этом аппаратура позволяет дифференцировать виды электромагнитных воздействий — техногенные, геопатогенные, радиоактивные, определить степень электромагнитной нагрузки (всего 4 степени) и эффективно нейтрализовать этот негативный эффект на организм.
УДК 577.334
В.М. Сидоренко МЕХАНИЗМ ВОЗДЕЙСТВИЯ СЛАБОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЧЕЛОВЕКА
На основании теории поляризации диэлектрика Лоренца предложена новая модель описания механизма воздействия электромагнитного поля (ЭМП) на биологический объект. Она позволяет объяснить влияние слабого ЭМП на биологический объект. Показано, что в биологическом объекте имеет место усиление ЭМП на молекулярно-клеточном уровне. Величина усиления поля зависит от диэлектрической постоянной среды. Результатом этого усиления является генерация под действием ЭМП мембранного потенциала, сравнимого по величине с его действующим биологическим значением.
Электромагнитное поле; поляризация диэлектрика; диэлектрическая постоянная
среды.
V.M. Sidorenko THE MECHANISM OF INFLUENCE OF WEAK ELECTROMAGNETIC FIELDS ON A HUMAN ORGANISM
Electromagnetic field; polarization of the dielectric; dielectric constant of the medium.
Исследования показали, что слабые электромагнитные поля (с плотностью потока ниже уровня теплового воздействия на живые организмы) влияют на физико-химическую кинетику в конденсированных средах как биологического, так и минерального происхождения . Это говорит о наличии общефизической причины влияния, которая пока не нашла убедительного теоретического истолкования. Следовательно, разработка биофизической модели воздействия слабых электромагнитных полей на живой организм должна вестись на основе достаточно общих физических механизмов, имеющих место в конденсированных средах различной природы. Несмотря на отсутствие достаточно убедительных объяснений этого явления и общепринятых представлений о реализующих его механизмах, считается, что ведущее место в реакции живого организма на ЭМП принадлежит нервной системе . Поэтому особую актуальность приобретает разработка представлений, позволяющих объяснить причины реакции нервных клеток на слабые ЭМП.
Новый подход к проблеме воздействия слабых ЭМП на биологический организм был предложен в . С его помощью впервые удалось в рамках квазистатиче-ского приближения дать количественное объяснение причинам влияния слабых низкочастотных ЭМП на живые организмы. Подход основан на рассмотрении влияния поляризации среды, возникшей под воздействием электрической компоненты внешнего поля E0 на величину микроскопического поля E^, действующего на отдельные диполи в конденсированной среде . Представления о различии E0 и E^
впервые были развиты в теории диэлектриков. Для получения соотношения между искомой величиной Еэф и значением Е0 в использовалась модель поляризации
диэлектрика Лоренца . Согласно этой модели, различие между Еэф и Е0 определяется деполяризующим полем Е1, возникающим за счет наведенных зарядов на поверхности диэлектрика, полем Е2 в центре воображаемой сферы радиуса Я, окружающей рассматриваемый диполь, которое создается диполями вне сферы и полем Е3, вызванным диполями среды внутри сферы:
Для гомогенного диэлектрика эллипсоидальной формы, когда Е0 направлено вдоль одной из главных осей эллипсоида, вектора Е0 , Е1 и вектор поляризации среды Р параллельны. При этом Е1 = —уР, где величина у определяется степенью вытянутости эллипсоида. С учетом вышеизложенного в получена связь между напряженностями полей Еэф и Е0, выраженная через диэлектрическую проницаемость среды £ср :
ние может привести к появлению на клеточных мембранах потенциалов, сравнимых по величине с биологически действующими значениями при воздействии на биологический объект внешних электрических полей напряженностью в десятые доли Мвсм-1. Таким образом, на основании предложенной модели взаимодействия ЭМП с биологическим объектом на клеточном и субклеточном уровне можно объяснить эффект воздействия слабых ЭМП в низкочастотной области спектра на организм.
Применим изложенный выше подход к биологическому организму, находящемуся во внешнем высокочастотном ЭМП (оптическое приближение).
Пусть поперечная электромагнитная волна (ЭМВ) падает из воздушной в конденсированную среду. В воздухе присутствуют электрические поля падающей (Е0) и отраженной (Еотр) волн, а в объекте — поле прошедшей волны Еср.
Определим поле Еср в случае нормального падения ЭМВ на плоскую границу
раздела, считая, что площадь ее достаточно велика, так что краевыми эффектами на ней можно пренебречь. При этом условии присутствуют только тангенциаль-
Е.
‘эф 1~‘0
Е0 + Е1 + Е2 + Е3.
(1)
—— = 1 +———‘■—————
Е0 4п + У(Єср — 1)
Для эллипсоида, моделирующего тело человека у ~ 4л/30 и тогда на основании (2) и данных о значениях £ср из имеем |Еэ^ Е01 = 10. Локальные значения |Е.ф/ Е0| для отдельных органов могут быть существенно выше, так как величина у убывает с ростом отношения с/ а. При у ^ 0 из (4) на низких частотах (ниже 100 Гц) можно получить оценку усиления сверху — 106. Реальные же величины |Еэф/Е0| должны лежать в пределах указанного диапазона 10..,106 Это усиле-
ные компоненты волновых электрических полей, граничное условие для которых имеет вид :
(3)
Е = Е0 + Е ,
ср 0 отр >
Рассмотрим вначале приближение, в котором объект обладает однородными
характеристиками (рис. 1).
Г-
«ср
Н»
Рис. 1. Модель клеточной мембраны, находящейся под воздействием ЭМП в однородной биологической среде (оптическое приближение):
1 — мембрана; 2 — биологическая среда; 3 — полость Лоренца; 4 — участок мембраны, на который действует сформированное эффективное поле
Учтем в соответствии с граничное условие для падающего Ж0, прошедшего в среду Ж0с и отраженного Жотр плотностей потоков в виде:
= Ж0тр + Жср . (4)
Из (3), (4) получим соотношение между напряженностями электрических
полей Еср и Е0 на границе раздела:
ср
Еср/ Е0 = 2Лл/^р +!)
(5)
где 8ср = 8 ср +/8 ср — диэлектрическая проницаемость среды, а 8 ср и 8 ср — соответственно ее вещественная и мнимая части.
При выполнении закона Бугера-Бера величина Еср для среды с показателем
поглощения К на расстоянии X от границы будет равна
Еср = 2Е0 еХР(-Кх)/(д/8^ + 1) . (6)
Причем величина К связана с мнимой частью диэлектрической проницаемости соотношением:
К = 2лє» ус 1.
(7)
где V — частота. Установим связь между величинами Еэф и Еср на основании модели Лоренца:
Еэф/ Еср = Оср + 2)/3. (8)
Таким образом, из (8), (10) получаем искомое соотношение между Еэф и Е0:
|Еэф/Е0 | = 213 Х еХР(-Кх)|(8ср + 2)/ (д/8^ + 1)| . (9)
Из (9) следует, что усиление тем больше, чем выше значение диэлектрической проницаемости среды и убывает по мере проникновения в ткани организма. Для более детального рассмотрения совокупности этих факторов использована четырехслойная модель биологического объекта.
При определении соотношения между напряженностями эффективного поля Еэф1 в слое / и падающего поля Е0 использовались представления, применявшиеся при выводе соотношения (9), на основании которых было получено выражение:
\Еэф1 /Е»I = |81 + 2|/3 Х (1-4Р)ехр(-Е ЬрКр — Ах/К/), (10)
р=1 р=0
где Ахг- — расстояние от поверхности слоя / до рассматриваемой его области;
Значения вещественных и мнимых частей диэлектрических проницаемостей 8/ в СВЧ области для тканей с высоким и низким содержанием воды заимствованы из . Показано, что заметное усиление электрического поля по отношению к внешнему происходит в роговом слое (первый слой), а также в верхней части второго слоя. Что касается более глубоких слоев, то электромагнитная волна СВЧ диапазона практически полностью затухает в жировом слое (третий слой), в результате чего ЭМП в мышечном слое (четвертый слой) пренебрежимо мало. Расчеты показали, что наибольшее усиление поля (порядка шести раз) происходит в верхней области водонасыщенного эпидермиса непосредственно под роговым слоем, где находятся такие структуры кожи, как рецепторы и свободные нервные окончания. Воздействие на эти структуры может обеспечить влияние слабых ЭМИ на живой организм, приводя, в частности, к изменению мембранных потенциалов нервных клеток. Последнее может быть вызвано конформационными изменениями молекул, отвечающих за открытие ионных каналов клеточной мембраны и ориентационным движением отдельных молекул в клеточной мембране под действием микроскопического поля Еэф в соответствии с механизмом поляризации Дебая .
Таким образом, слабое ЭМИ может вызвать те же явления в организме на молекулярном уровне, что и его нагрев, еще до появления теплового эффекта. Следовательно, рассмотренный эффект позволяет объяснить влияние слабых ЭМП СВЧ диапазона на живой организм с плотностью потока более чем на порядок меньшим уровня теплового воздействия. Необходимо отметить, что обнаруженный максимум в частотной зависимости усиления электрического поля находится в области несущей частоты сотовой связи. Таким образом, рассмотренный меха-
низм может являться одной из причин воздействия слабого высокочастотного излучения мобильных телефонов на человека.
В целом проведенное рассмотрение показывает, что слабые высокочастотные электромагнитные поля должны оказывать нетепловое воздействие на периферические системы организма, что дает объяснение имеющимся экспериментальным данным. Полученные в работе результаты могут способствовать совершенствованию методов терапевтического использования слабых ЭМП и служить научной базой для установления пороговых уровней их влияния на организм человека.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
2. Новиков В.В. Электромагнитная биоинженерия. Биофизика. — 1998, Т.43. Вып. 4,
— С. 588-593.
3. Сидоренко В.М. Механизм влияния слабых электромагнитных полей на живой организм. Биофизика. — 2001. Т. 46. Вып. 3, — С. 500-504.
4. Кузнецов А.И. Биофизика электромагнитных воздействий. — М.: Энергоатомиздат, 1994.
— 200 с.
5. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. — М.: Изд. Физ.-мат.лит., 1962. — 696 с.
6. Поль Р.В. Оптика и атомная физика. — М.: Физ.- мат. лит., 1966. — 552с.
7. Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений. — М.: Энергоатомиздат, 1987.
— 144 с.
Сидоренко Владимир Михайлович
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ». E-mail: vmsidorenko@mail.ru.
197376, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 5, тел.: (8812)2349071.
Кафедра инженерной защиты окружающей среды, заведующий, профессор, д.т.н.
Sidorenko Vladimir Mikhailovich
Saint-Petersburg Electrotechnical University «LETI».
E-mail: vmsidorenko@mail.ru.
5, Prof. Popov str., Saint-Petersburg, 197376, Russia, Phone: (8812)2349071.
Department of Engineering Protection of Environment, head, Prof., Doctor Eng. Sc.
УДК 621.371
В.Э. Чекрыгин
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА МАГНИТОТЕРАПИИ
Приводится аналитический обзор современного состояния внедрения магнитоте-рапии в медицинскую технику. Обосновывается безвредность использования данных полей для человеческого организма.
Магнитное поле; магнитотерапия; магнитотерапевтическая аппаратура.
