Зависимость биологической эффективности ЭМИ КВЧ от физических параметров, локализации воздействия и свойств биологического объекта

По мнению А. С. Пресмана (1968), биологические эффекты, обусловленные информационными взаимодействиями, зависят не от количества энергии, вносимой извне в систему, а от параметров сигнала, несущего информацию, под действием которого осуществляется перераспределение внутренней энергии или вещества и управление происходящими в этой системе процессами. Если чувствительность воспринимающих систем достаточно велика, то передача информации осуществляется при весьма малой энергии и накапливается при многократном повторении слабых сигналов. Действительно, величина и характер наблюдаемых биологических эффектов ЭМИ КВЧ сильно зависят от физических параметров, времени, режима облучения исследуемого объекта, а также от локализации воздействия и индивидуальных особенностей биологического объекта.

Основной особенностью действия ЭМИ КВЧ на биологические объекты является выраженный резонансный (частотно-зависимый) характер, что считается одним из принципиальных отличий информационных воздействий от энергетических, которые мало критичны к частоте (Севастьянова и др., 1983; Бецкий, 1998), т. е. при действии ЭМИ на объект изменение регистрируемого параметра проявляется лишь в узких интервалах частот. Существует несколько близкорасположенных «полос» проявления эффекта ЭМИ, ширина которых может составлять менее 10-3 средней частоты; эти «полосы» могут соседствовать с частотными интервалами, где сколько-нибудь существенного изменения регистрируемого параметра под действием ЭМИ не наблюдается (Севастьянова, 1983; Grundler, Keilmann, 1983; Чукова, 1997; Бецкий, 1998; Гапеев, Чемерис, 1999). Так, в экспериментах Л. А. Севастьяновой с соавт. (1979, 1983) по изучению влияния ЭМИ КВЧ на кроветворную систему млекопитающих было показано, что при комбинированном действии рентгеновского облучения и ЭМИ на длинах волн 7,07; 7,10; 7,12; 7,15; 7,17; 7,20; 7,22; 7,25; 7,27 мм количество клеток костного мозга у подопытных животных достигало 85 – 90% относительно контрольных значений. Если же использовали длины волн 7,08; 7,09; 7,11; 7,13; 7,14; 7,16; 7,18; 7,19; 7,21; 7,23; 7,24 и 7,26 мм, то количество клеток костного мозга соответствовало таковому при действии только одного рентгеновского излучения, т. е. составляло 50 – 60% от контрольных значений.

В некоторых исследованиях показано, что при разных резонансных частотах ЭМИ КВЧ и/или при воздействии на различные функции организма, направление эффекта также может быть разным. Отсюда следует предположение о наличии не одной, а нескольких сенсорных систем, воспринимающих действие ЭМИ КВЧ и характеризующихся собственными резонансными частотами. Например, уже в одной из первых работ (Комов, 1967) при исследовании действия ЭМИ КВЧ на биохимическую активность гнилостного анаэробного микроорганизма CL. SPorogenes Было обнаружено ингибирование активности ферментов этих клеток, расщепляющих пептидные связи по тирозину, лейцину, глицину, глутаминовой кислоте, валину и метионину, и в то же время излучение активизировало протеолитические системы, осуществляющие гидролиз пептидной связи по гистидину и аланину. Выявлено увеличение фибринолитической активности плесневого гриба Aspergillus Orizal при облучении в диапазоне длин волн 6,0 и 6,6 мм, причем при длине волны 6,5 мм направление эффекта менялось на противоположное (Егоров, 1981). Амплитуда хемилюминесцентного ответа лейкоцитов при действии ЭМИ КВЧ (42,19, 46,84 и 53,53 ГГц) зависела от частоты ЭМИ, при этом обнаружены активация, ингибирование уровня хемилюминесценции и отсутствие эффекта при различных частотах (Мудрик и др., 1995). Аналогично этому были обнаружены частоты как «активирующие», так и «ингибирующие» переходной хлорный ток в мембранах клеток водоросли Nitellopsis Obtusa (Characeae) (Катаев и др., 1993), деление клеток периферической крови бесхвостых амфибий Bufo Viridis (Крюков и др., 1998), активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови морских свинок (Пашовкина, Акоев, 2000).

 

Поскольку при действии ЭМИ КВЧ на биологические объекты наблюдаются резонансные эффекты, а резонансных частот, как правило, несколько, поэтому при различных параметрах КВЧ возможно проявление разнонаправленных эффектов. Доказательством этого служит серия работ А. Б. Гапеева с соавторами (Гапеев и др., 1994; 1996; 1997; 2000; Gapeyev et al., 1996; 1997). В этих исследованиях, выполненных с использованием широкополосной антенны – желобкового излучателя, обеспечивающего однородное распределение удельной поглощенной мощности в плоскости облучаемого объекта как в ближней, так и дальней зонах антенны, обнаружен резонансный эффект непрерывного ЭМИ КВЧ на нейтрофилы мыши (Гапеев и др., 1996; Gapeyev et al., 1997; Аловская и др., 1997). При облучении ЭМИ КВЧ (41,95 ГГц) интактных нейтрофилов в ближней зоне излучателя наблюдалось резонансное ингибирование (25%) люминол-зависимой хемилюминесценции клеток. Важно отметить, что при облучении интактных нейтрофилов в дальней зоне желобкового излучателя при аналогичных параметрах излучения резонансного эффекта обнаружено не было, т. е. величина эффекта в дальней зоне фактически не зависела от частоты излучения и, в среднем, составляла около 12%.

Вместе с тем, обнаружено, что обезболивающий эффект, вызываемый облучением точки акупунктуры Е-36 у мышей, имеет место при применении ЭМИ КВЧ разной частоты и разными параметрами частотной модуляции. Однако степень аналгезии неодинакова и зависит от частотных параметров ЭМИ. Наиболее эффективными оказались модулированный шум 42-95 ГГц (аналгезия 69,7%), а также модулированные частоты 118 и 60 ГГц (аналгезия 47,5 и 42,4%). Интересно, что пик сенсорной реакции на ЭМИ КВЧ у людей отмечался в диапазонах ЭМИ, дававших наибольший аналгетический эффект (Самосюк и др., 2000).

Таким образом, высказанное еще в 80-е годы предположение W. R. Adey (1980) о существовании в электромагнитном спектре «амплитудно-частотных окон», в которых биологические эффекты выражены значительнее, получило экспериментальные подтверждения. Не исключено, что при повышении частотной стабильности аппаратуры удастся установить и еще более узкие резонансные полосы излучения.

Исследования показали, что возникновение спонтанных сенсорных ощущений при действии ЭМИ КВЧ сильно зависит от частоты излучения, места воздействия и практически не зависит от мощности излучения (Андреев и др., 1984). Изменение частоты ЭМИ приводит к исчезновению ощущений и спонтанной биоэлектрической активности головного мозга. Этот феномен в ряде случаев используют для оптимизации параметров микроволнового воздействия, в частности, для подбора индивидуальной терапевтической частоты (Холодов, Лебедева, 1992; Подтаев, Федоров, 1998; Кадук и др., 2003). Однако полученные экспериментальные данные (Котровская, 1996; Лебедева, Котровская, 1996) свидетельствуют о некорректности использования этого метода, т. к. сенсорные ощущения возникают не у всех пациентов, носят неустойчивый характер, могут быть результатом внушения или самовнушения и сильно варьируют даже в пределах одного сеанса ЭМИ КВЧ. Кроме того, существуют убедительные результаты о наличии положительных реакций в организме человека в ответ на ЭМИ КВЧ при отсутствии сенсорного отклика, что не позволило широко внедрить этот метод в клиническую практику.

Поэтому исследование физиологических реакций при микроволновом воздействии с самого начала развивалось по нескольким направлениям, отличавшимся в методическом плане. Это, прежде всего, оценка физиологических изменений при: 1) воздействии частотой, подобранной индивидуально и 2) воздействии на одной из фиксированных частот.

Среди огромного количества литературы, посвященной физиологическим эффектам низкоинтенсивных ЭМИ КВЧ, большую долю занимают работы, выполненные в рамках второго, и относительно мало работ, ориентированных на индивидуальный выбор частоты. Такое соотношение объясняется следующими причинами. Дело в том, что длительное время в физиологии и экспериментальной медицине не были известны устойчивые частотнозависимые физиологические реакции. Специалисты, использовавшие известные инструментальные методы – ЭЭГ, электромиографию, электрокардиографию, термографию, флуометрию, реографию и др., констатировали отсутствие корреляционной зависимости между изменением регистрируемого параметра и частотой воздействия (Веткин, 1991). Спонтанные сенсорные ощущения, возникавшие на тех или иных частотах, как уже отмечалось, имели неустойчивый, слабо повторяющийся характер. Поэтому это означало отсутствие физиологического критерия для подбора частоты. Другая причина сложности заключалась в том, что физиологи и клиницисты практически были лишены возможности с высокой точностью измерять абсолютную частоту ЭМИ, т. к. используемая ими аппаратура не позволяла этого делать. Поэтому результатом многолетних исследований явилось выделение узких резонансных полос в диапазонах ЭМИ КВЧ с l=7,1; 6,4; 5,6; 4,9 мм, которые показали высокую эффективность применения и отсутствие отрицательных побочных явлений, что и определило их использование в терапевтических генераторах. Исследования физиологических изменений, вызванных воздействием на организм ЭМИ КВЧ на одной из фиксированных частот, имеют важное значение, прежде всего, потому, что в них впервые появилась возможность проводить большое количество экспериментов на частотах, устанавливаемых с высокой степенью точности. Действительно, настройка аппарата в заводских условиях на фиксированную длину волны позволила стандартизировать методику биологических экспериментов по этому параметру. Невозможно проанализировать все исследования, выполненные в данном методологическом ключе в виду их большого количества, поэтому остановимся на некоторых из них. При лечении аднекситов с использованием КВЧ-терапии длиной волны 5,6 мм болевой синдром купировался, уменьшалась отечность, улучшалось проходимость маточных труб, а при применении ЭМИ КВЧ с длиной волны 7,1 мм эффективность лечения падала почти в два раза (с 64 % до 35 % от числа проходивших лечение) (Малышев и др., 1992). Излучение с длиной волны 6,4 мм оказалось более эффективным у молодых пациентов с впервые выявленными ограниченными изменениями в легких, а ЭМИ с L= 7,1 мм у больных туберкулезом легких при более распространенных процессах независимо от возраста (Хоменко и др., 1995). Е. Н. Чуян с соавт. (2003) получены данные, которые свидетельствуют о более низкой эффективности ЭМИ КВЧ (ППМ ≈ 10 мВт/см2) с L = 7,1 мм по сравнению с ЭМИ l = 5,6 мм при их действии как на интактных животных, так и на крыс, находившихся в условиях ограничения подвижности.

Индивидуальный анализ изменения зрительных вызванных потенциалов в результате воздействия ЭМИ КВЧ с l = 5,6 и l = 7,1 мм выявил более выраженную как в качественном, так и в количественном отношении биологическую эффективность одновременного облучения организма разными длинами волн, совмещенными в пространстве, по сравнению с пространственно разрозненными (Ковалев и др., 1999).

Полученные результаты согласуются с мнением о том, что влияние ЭМИ мм диапазона носит острорезонансный характер, и для каждого организма имеется индивидуальная длина волны, на которой облучение особенно эффективно (Webb, 1979; Смолянская, Голант и др., 1979; Девятков, Голант и др., 1983; Голант, 1986, 1991, 1994; Катаев и др., 1993; Хомякова, 1995). Эти и другие данные подтверждают гипотезу школы акад. Н. Д. Девяткова (1991, 1995) о дифференциации терапевтических частот по классам заболеваний.

При классической КВЧ-терапии электромагнитное воздействие осуществляется, как правило, на частотах 42,2 ГГц и 53,5 ГГц, однако, в настоящее время также исследуются вопросы взаимодействия биологических объектов с более широким диапазоном мм волн, в частности, с излучениями, имитирующими молекулярные спектры поглощения и излучения (МСПИ) ряда биологически активных веществ. Это связано с тем, что МСПИ многих биологически активных веществ (оксида азота, оксида углерода, молекулярного кислорода и его активных форм) находятся в КВЧ-диапазоне (Башаринов и др., 1968). Кроме того, кислород и оксид азота занимают ключевые места в регуляции физиологических процессов в организме. Поэтому в настоящее время активно проводятся исследования биологической эффективности ЭМИ КВЧ на частотах МСПИ NO (150,176 – 150,644 ГГц) и атмосферного кислорода (129 ГГц) (Киричук и др., 2002; 2003). В экспериментах In Vitro Показано, что воздействие ЭМИ КВЧ на частотах МСПИ NO более эффективно, чем классическое КВЧ-облучение, ингибирует физиологическую активность тромбоцитов, снижая их способность к агрегации у больных нестабильной стенокардией (Киричук и др., 2002). Частота МСПИ О2 отличается преимущественным понижением вязкости цельной крови у больных стабильной стенокардией, в отличие от остальных частот ЭМИ КВЧ, при которых отмечается преимущественное возрастание вязкости цельной крови (Киричук и др., 2003). ЭМИ КВЧ на частотах МСПИ О2 оказывает и существенное влияние на морфологические параметры крови животных In Vitro (Авдеенко, Калюжный и др., 2003). Обнаружен эффект воздействия ЭМИ КВЧ на частотах МСПИ О2 на процесс роста популяции E. Coli, сравнимых с эффектом аэрации культуры (Шуб и др., 2003). Авторы этих исследований предполагают, что данный эффект связан с более узконаправленным воздействием ЭМИ КВЧ на частотах МСПИ NO и О2 на некоторые важные механизмы внутриклеточной регуляции.

В связи с выраженным резонансным характером эффекта мм излучения и трудностями при подборе соответствующей длины волны в клинических условиях разработана и успешно применяется аппаратура, обеспечивающая режим частотной модуляции. Проведен ряд экспериментов на животных, при этом биологический эффект частотно-модулированного ЭМИ КВЧ оказался таким же, как в случае облучения ЭМИ с длиной волны, дающий максимальный эффект (Лебедева, Котровская, 1999). Показано, что, используя модулированное ЭМИ КВЧ, можно целенаправленно воздействовать на системы ферментативных реакций в клетке, характеристические частоты которых близки к частоте модуляции (Гапеев, 1997). Наряду с этим имеются сведения и об ингибирующем биологическом эффекте воздействия ЭМИ КВЧ в режиме модуляции (Гапеев и др., 1993; Рощупкин и др., 1996; Казакова и др., 1999). Так, однократное воздействие ЭМИ КВЧ (37 ГГц) без его модуляции приводит к стимуляции процессов пролиферации в красном костном мозге, которые в свою очередь являются обратимыми. В случае использования амплитудно-модулированного (частота модуляции 5¸10 Гц) ЭМИ в костном мозге наблюдаются крайне противоположные процессы, а именно, угнетение кроветворения, вплоть до формирования к 6-м суткам наблюдения гипо — и апластического состояния красного костного мозга (Казакова и др., 1999). Эффект «электросна» зарегистрирован у крыс при воздействии ЭМИ КВЧ (37 ГГц; ППМ<0,3 мВт/см2), модулированного частотами D-ритма головного мозга, переключение модуляции генератора на частоту b-ритма приводило к быстрому пробуждению животных, в то время как возврат частоты модуляции от b-ритма к D-ритму вновь провоцировало глубокий сон (Субботина, Яшин, 2002). Полученные результаты подтверждают наличие резонансного механизма взаимодействия ЭМИ мм диапазона с биологическими объектами.

Важной особенностью биологического эффекта ЭМИ КВЧ, которая проявляется как In Vivo, так и In Vitro, является пороговый характер зависимости эффекта от плотности потока мощности, которая имеет S-образную форму (Севастьянова и др., 1979; Лебедева и др., 1999). Начиная от некоторого, превышающего «пороговое», значения ППМ излучения и до величин, уже вызывающих заметный (превышающий 0,1°С) нагрев объекта, биологический эффект действия ЭМИ сохраняется практически неизменным (Wallechek et al., 1992; Гапеев и др., 1996). Исследования Д. Я. Алейника с соавт. (1999) выявили следующую зависимость адгезивных свойств полиморфноядерных лейкоцитов от ППМ: при мощности излучения 1 мкВт существенных изменений не выявлено, а увеличение мощности излучения до 10 мкВт усиливало адгезивные свойства этих клеток.

В последние годы был выявлен еще один интересный факт: биологический резонанс можно наблюдать только при значении мощности КВЧ-излучения в пределах 1…10мкВт, а при меньших и больших значениях мощности резонансные эффекты не наблюдаются (Grundler, Kaiser, 1992; Бецкий, 1998; Бецкий, Лебедева, 2001).

Диапазон используемых мощностей КВЧ излучения является достаточно широким – от нановатт до единиц милливатт. Следовательно, диапазон изменения мощности излучения составляет не менее чем шесть порядков (Бецкий и др., 2002).

Важным фактором, определяющим характер и величину ответной реакции, развивающейся под влиянием ЭМИ мм диапазона, является длительность воздействия. Биологический эффект ЭМИ КВЧ, как правило, появляется спустя некоторое время после начала воздействия. Так, многие авторы указывают на то, что увеличение времени воздействия приводит к усилению активности действия КВЧ-терапии (Абшилава и др., 1988; Пославский, 1989). Бактерицидное действие и мембранотропные эффекты ЭМИ КВЧ, полученные в исследованиях, проведенных на E. СOli, зависели от длительности облучения (Трчунян, Оганджанян, 2001). Максимальные изменения в геноме политенных хромосом личинок Chironomus plumosus наблюдались при кратковременном (15 минут) облучении и регистрировались через один – два часа после прекращения КВЧ-воздействия, причем, при увеличении времени облучения наблюдалась своеобразная адаптация генетической системы, проявляющаяся отсутствием изменений (Брилль и др., 2000). Эффект увеличения скорости оседания эритроцитов при воздействии ЭМИ (61,22 ГГц, ППМ 10 мкВт/см2) In Vitro наблюдался при времени облучения не менее 30 минут (Рыбалко и др., 2002). При облучении образцов цельной крови здоровых коров ЭМИ КВЧ на частоте МСПИ О2 в течение 30 и 90 минут наблюдался более выраженный эффект, оцениваемый по снижению кислородзависимых элементов крови, чем при 15-тиминутном режиме воздействия. С увеличением экспозиции воздействия происходило повышение агрегационной способности эритроцитов и снижение структурной вязкости опытных образцов крови (Авдеенко, Калюжный и др., 2003).

Положительные результаты антистрессорного действия ЭМИ КВЧ на крыс, находящихся в условиях гипокинезии, регистрировались уже при 15-тиминутном облучении. При увеличении экспозиции до 30-ти минут биологический эффект изучаемого воздействия на организм становился более стабильным, а действие ЭМИ в течение 60 минут оказалось менее эффективным (Чуян и др., 2003). Таким образом, экспериментальные данные указывают на то, что положительный эффект воздействия ЭМИ КВЧ возрастает при увеличении времени облучения до определенной величины, а дальнейшее увеличение экспозиции приводит к снижению эффекта воздействия или к полному его нивелированию.

В КВЧ-терапии используются разовые и курсовые, количеством 10-15 сеансов, воздействия, причем, более устойчивые изменения физиологических и биохимических параметров отмечены при длительном (курсовом) применении микроволнового излучения. Выявлено, что защитный эффект КВЧ-профилактики при гриппозной инфекции возрастает при увеличении длительности облучения от 7 до 17 дней (Рыжкова и др., 1991). Данные о влиянии ЭМИ КВЧ на состояние иммунной системы показали, что показатели гуморального иммунного ответа и клеточность лимфоидных органов после однократного облучения и облучений в течение 5 суток не изменялись, однако, после серии облучений в течение 20 суток было обнаружено достоверное снижение клеточности селезенки и тимуса (Лушников и др., 2001).

Изменение показателей функциональной активности нейтрофилов у интактных животных под влиянием ЭМИ КВЧ свидетельствует о том, что максимальный эффект наблюдался после 10-12 КВЧ-воздействий и не изменялся на протяжении последующих четырех недель эксперимента (Чуян и др., 2003). Особо следует отметить тот факт, что после прекращения облучения, проводившегося в течение определенного времени, биологические эффекты сохраняются длительное время (Девятков и др., 1994; Чуян и др., 2003). Следовательно, биологический эффект ЭМИ КВЧ носит кумулятивный характер.

В медицинской практике успешно применяется методика «введение в волну и выхода из волны» (Дремучев и др., 1997; Слугин и др., 2000), согласно которой длительность первых и последних сеансов КВЧ-терапии на 10-15 минут короче остальных. При этом авторы отмечают, что все улучшения в клинической картине заболевания начинаются значительно раньше, чем при традиционной схеме применения ЭМИ КВЧ.

В настоящее время началось внедрение в практику КВЧ-терапии дробного режима облучения, при котором целесообразно вместо длительного непрерывного воздействия ЭМИ КВЧ использовать ряд коротких сеансов (1-5 мин) с перерывами. Так, КВЧ-терапия в дробном режиме оказывает более благоприятное действие на электрофизиологические и репаративные процессы в сердечной мышце у больных острым инфарктом миокарда (Киричук и др., 1991). Показано, что для восстановления нормального функционирования клеток оптимальным является также дробный режим, при этом кратких воздействий вполне достаточно для активизации восстановительных процессов (Девятков и др., 1994). Терапевтическая эффективность при таких режимах облучения ЭМИ КВЧ значительно повышается (Голант и др., 1995).

К настоящему времени накоплено достаточно экспериментального и клинического материала, позволяющего предполагать, что для повышения биологической эффективности ЭМИ КВЧ локализация воздействия играет даже большую роль по сравнению с физическими параметрами ЭМИ (Голант, 1989; Черняков, 1989; Теппоне и др., 1991; Струсов и др., 1995). В частности, эффективность лечения язвенной болезни желудка оказалась в два раза больше при индивидуальном подборе зон воздействия, чем при облучении с индивидуальным подбором частоты (Теппоне, Веткин, 1991). Зависимость эффективности воздействия ЭМИ КВЧ на биологические объекты от локализации показана в исследованиях по модификации условнорефлекторной деятельности крыс (Храмова, Холодов, 1989), регенерации роговицы и кожи (Недзвецкйй, 1991), нервных волокон (Колосова, Авелев и др., 1991).

У больных дисциркуляторной энцефалопатией, получавших курс КВЧ-терапии (λ= 7,1 мм), изменение психического статуса зависело от локализации воздействия (Киричук, Павлова, 2002). При воздействии на область затылка мм волны способствовали повышению умственной истощаемости и росту личностной тревоги, что неблагоприятно сказывалось на самочувствии больных. Оптимальные результаты были достигнуты при облучении правого плечевого сустава.

При комбинированном воздействии ЭМИ КВЧ и рентгеновского облучения показано, что для каждого участка тела с целью достижения биологического эффекта необходимо выбирать соответствующую длину волны (Севастьянова и др., 1983).

Особый интерес представляет тот факт, что иммуномодулирующий эффект ЭМИ КВЧ проявляется при различной локализации воздействия. Согласно, Л. В. Рыжковой с соавт. (1991), профилактическое облучение области грудины у мышей предотвращает их гибель от гриппозной летальной инфекции типа А. В последние годы ведется изучение возможностей достижения иммунокоррекции организма при воздействии ЭМИ КВЧ на зону надпочечников (Суворов, 1998; Юрлов, 1999; Бугерук, 1999; 2000).

Интересные результаты получены в опытах, изучающих влияние ЭМИ КВЧ на процессы физиологической регенерации тканей как при прямом воздействии на зону деструкции, так и при опосредованном, через кожу. Эффект оказался выше при воздействии через кожный покров, что является подтверждением значительной роли кожи в механизмах биологического действия ЭМИ мм диапазона (Родштат, 1988; Бецкий, Ильина, 1989).

Несомненный интерес представляют исследования, демонстрирующие зависимость биологического эффекта ЭМИ мм диапазона от площади облучаемой поверхности. Показано, что общее и локальное облучение при комбинированном действии ЭМИ КВЧ с рентгеновским облучением давали схожий биологический эффект (Севастьянова и др., 1983). Оказалось, что даже при уменьшении облучаемой площади до 10 мм2 можно получить биологический эффект.

Не все точки (области) поверхности тела человека и животных одинаково восприимчивы к облучению, но приблизительно одинаковый эффект может быть получен при облучении самых разных областей тела: БАТ, рефлексогенных зон, областей крупных суставов и др.

При выборе зон оптимального воздействия ЭМИ КВЧ используются два основных подхода:

1) непосредственное воздействие на патологический очаг или кожную проекцию больного органа (Пославский, Зданович и др., 1987, 1991; Плетнев, 1991 и др.);

2) воздействие на БАТ или рефлексогенные зоны (Подшибякина, Захарьина-Геда) (Гасанов и др., 1987; Гапонюк, Столбиков, 1989; Теппоне, 1989, 1991;1995; Колбун, 1993; Лиманский и др., 1998; Ситько, 2001).

Многими экспериментальными и клиническими исследованиями подтверждено, что для повышения эффективности ЭМИ КВЧ, также как и в традиционных восточных методах, воздействие целесообразно проводить на БАТ, или точки акупунктуры (Колбун, 1993; Теппоне, Кротенко, 1995), что позволило разработать новый метод лечения – КВЧ-пунктуру (Теппоне и др., 1991; Teppone et al., 1994; Кивва, Колбун, 1996).

Современная научная литература содержит значительное количество примеров эффективности КВЧ-пунктурного метода. В частности, подтверждена высокая эффективность КВЧ-пунктуры в лечении больных некоторыми часто рецидивирующими заболеваниями — хроническим бронхитом, язвенной болезнью желудка, хроническим пиелонефритом (Агапова и др., 1995). В. А. Дремучев с соавт. (1997) сообщают об эффективности использования КВЧ-пунктуры в лечении больных хроническим простатитом. Показана также эффективность КВЧ-пунктурной терапии остеохондроза позвоночника (Кирова, 2000).

М. Б. Голант и соавт. (1995) предлагают радиофизические подходы к проблеме нормализации локальных нарушений в организме при помощи КВЧ-пунктурных воздействий. По мнению авторов, КВЧ-влияние разносится по организму с циркулирующими клетками крови, однако, сила эффекта ослабляется по мере удаления от места облучения, вследствие чего необходимо облучать или область поврежденного органа, или его рефлексогенные зоны.

В качестве универсального подхода к вопросам КВЧ-пунктуры академиком Н. Д. Девятковым была предложена концепция биоуправления функциями организма на основе КВЧ-воздействия и электропунктурного мониторинга (Девятков и др., 2000). По мнению авторов, методы пунктурного КВЧ-воздействия позволяют осуществлять целенаправленное контролируемое влияние на точки акупунктуры, аналогичное иглоукалыванию, но без травмы кожных покровов и тканей, регулируя функциональное состояние организма и приводя его к среднестатистической норме.

Известно, что головной мозг, играющий ведущую роль в процессах адаптации к различным условиям среды, в том числе ЭМИ, не является равновесной системой, его активность обеспечивается функциональной асимметрией, которая выступает как общая фундаментальная закономерность деятельности ЦНС человека и животных, а выраженность асимметрии определяет адаптивность организма (Симмерницкая, 1978; Бианки, 1989). В наших исследованиях (Чуян и др., 2004) показано, что выбор эффективной локализации может быть осуществлен на основе предварительного определения профиля функциональной асимметрии у человека и животных: эффективность применения ЭМИ КВЧ увеличивается при центральной и контралатеральной и уменьшается при ипсилатеральной относительно доминирующего полушария локализации ЭМИ КВЧ (рис. 1.2, 1.16). При этом изменение локализации воздействия ЭМИ КВЧ не вызывает качественно новых изменений показателей ЦНС и неспецифической резистентности у человека и животных с разным профилем функциональной асимметрии, а лишь усиливает или ослабляет эффект.

Таким образом, оптимизация биологического действия ЭМИ КВЧ может быть достигнута с учетом эффективной локализации воздействия. Однако обширный экспериментальный и клинический материал, накопленный в области применения ЭМИ КВЧ, все еще не позволяет составить однозначное представление о зависимости эффективности биологического действия ЭМИ КВЧ от локализации воздействия.

Средние активности сукцинат - (СДГ) и α-глицерофосфатдегидрогеназ (ГФДГ) в лимфоцитах крови крыс «амбидекстров» (А), «правшей» (Б) и «левшей» (В) при действии гипокинезии (1), комбинации гипокинезии и ЭМИ КВЧ при локализации ЭМИ на затылочно-воротниковой зоне (2), наружной поверхности левого (3) и правого (4) бедер на 9-е сутки эксперимента (в % относительно значений в контроле

Рис. 1.16. Средние активности сукцинат — (СДГ) и α-глицерофосфатдегидрогеназ (ГФДГ) в лимфоцитах крови крыс «амбидекстров» (А), «правшей» (Б) и «левшей» (В) при действии гипокинезии (1), комбинации гипокинезии и ЭМИ КВЧ при локализации ЭМИ на затылочно-воротниковой зоне (2), наружной поверхности левого (3) и правого (4) бедер на 9-е сутки эксперимента (в % относительно значений в контроле).

Примечание: * — результаты достоверны относительно значений в группе животных, которые находились в условиях изолированного действия гипокинезии (1).

В некоторых исследованиях выявлена большая вариабельность индивидуальной чувствительности человека и животных к ЭМИ КВЧ. Так, например, выраженность антистрессорного действия мм излучения зависит от индивидуально-типологических особенностей животных (Чуян, 1992).

Желание иметь доступный и удобный критерий для оптимизации индивидуальных параметров воздействия ЭМИ КВЧ привело к многочисленным экспериментальным и клиническим исследованиям, в которых использовались разные подходы.

А. П. Алисов и соавт. (1989) рассматривали возможность использования энцефалографических параметров для выбора терапевтической частоты электромагнитного излучения микроволнового диапазона. Появление на ЭЭГ высокоамплитудных дельта-волн предлагалось использовать в качестве физиологического критерия выбора индивидуальной частоты. В исследованиях С. Ф. Воропаева и соавт. (2004) отмечались изменения амплитуды альфа-ритма ЭЭГ в зависимости от частоты облучения при КВЧ-воздействии. Этот критерий использовался для определения «резонансной» частоты ЭМИ и верифицировался по спонтанным сенсорным ощущениям пациента. Однако авторы данной работы указывают на крайнюю нестабильность этого критерия, отмечая, что «резонансная» частота, обьективизируемая альфа-ритмом, как правило, меняется не только от сеанса к сеансу на протяжении одного курса, но и во время одного сеанса. Об изменениях параметров ЭЭГ при подборе индивидуальной частоты ЭМИ КВЧ сообщает также Б. Н.Угаров (1989), выделяя при этом три характерных группы обследуемых: 1 – изменений на резонансной частоте не выявлено; 2 – выявлено увеличение спектральной мощности ЭЭГ на определенной частоте; 3 – с выраженной частотной зависимостью альфа-ритма ЭЭГ.

Поскольку ЭМИ КВЧ поглощается кожными структурами, то, по мнению некоторых авторов, изменение электрофизических параметров кожи может служить критерием эффективности применения этого воздействия (Ельский и др., 1997). В работе С. И. Геращенко и соавт. (1991) установлена зависимость нижнего абсолютного порога чувствительности кожного анализатора от частоты микроволнового излучения. С помощью этого метода экспериментально зарегистрирована зависимость интенсивности ощущения раздражения кожного анализатора от частоты ЭМИ КВЧ. Воздействие на организм частотой ЭМИ, увеличивающей порог чувствительности (исчезновение ощущения раздражения), вызывает сонливость. Воздействие на организм частотой ЭМИ, уменьшающей порог чувствительности (появление ощущения раздражения), приводит к повышению уровня бодрствования (Геращенко, 1997). Для измерения параметров кожи использовался также контактный метод с применением диэлектрической пластины (Чигряй, 1991). По изменению интерференционных частот и коэффициенту отражения сигнала от пластины в режиме свипирования частоты авторы рассчитывали некоторые электрофизические параметры кожи. Однако полученная этими методами «резонансная» частота крайне нестабильна и слабо коррелирует с физиологическими процессами. Отражательную способность поверхности тела человека в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых волн исследовали также Е. А. Виноградов и соавт. (1991). Согласно этим данным, характер изменения частотной зависимости отражения от поверхности тела человека, в основном, аналогичен частотной зависимости отражения от поверхности воды. Л. Г. Гассановым с соавт. (1987) предложен способ определения частоты максимального поглощения ЭМИ в области БАТ, которую авторы считали биологически активной для конкретной точки. Исследуя электрокожное сопротивление в зонах Захарьина-Геда, Я. В. Заболоцкий с соавт. (1989) обнаружили уменьшение этого сопротивления в 1,2-10,0 раз при проведении микроволновой терапии на резонансной частоте. Однако авторы этой работы обращают внимание на то, что многократные повторные свипирования частоты при воздействии на одного и того же пациента не позволили зарегистрировать частотной повторяемости обнаруженного феномена.

В процессе подбора индивидуальных параметров ЭМИ В. И. Пясецким и соавт. (1991) исследовался ряд физиологических реакций организма, таких как частота сердечных сокращений, распределение температурных полей поверхности тела, изменение спектра ЭЭГ, изменение электрогастрограммы, изменение пульсового кровенаполнения артериальных сосудов крупного, среднего и мелкого калибров. У ряда больных их изменение носило достоверный характер. Однако, в целом, в группе больных изменение регистрируемых параметров было разнонаправленным или отсутствовало.

Многие исследователи и клиницисты пришли к заключению, что методы рефлексодиагностики (методы Накатани, Фолля, Акабанэ) позволяют успешно контролировать и корригировать лечебный процесс, осуществляя индивидуальный выбор режимов облучения (Катин и др., 1995; Питомец и др., 1995; Мачерет и др., 1995; Маколинец и др., 2001). Регистрация биофизических показателей в репрезентативных точках акупунктуры предоставляет информацию как об исходном функциональном состоянии организма, так и об изменениях, происходящих в процессе применения ЭМИ КВЧ (Полякова, 2002).

В научно-исследовательском центре квантовой медицины «Видгук» МОЗ Украины достаточно успешно применяется цитобиофизическая методика внутриклеточного микроэлектрофореза на клетках буккального эпителия для определения биологического возраста и физиологического состояния организма в целом (Шахбазов и др., 1996), которая позволяет в динамике оценить реакцию организма на воздействие ЭМИ КВЧ (Каменецька и др., 2002).

В последнее время в некоторых клинических исследованиях подбор индивидуальных режимов КВЧ-облучения (продолжительность и локализация воздействия, количество процедур) проводится в соответствии с показателями адаптационных реакций, предложенными Л. Х. Гаркави с соавт. (1990), которые оцениваются по лейкограмме периферической крови (Гаркави, Квакина, 1995; Плетнев, 1995; Наумчева, 1995; Маколинец и др., 2001). Однако, как показали данные исследований С. Г. Каминской (1988), этот тест у пациентов до 14-ти лет недостаточно полно отражает общие неспецифические адаптационные реакции молодого организма, поэтому использование его в качестве критерия оптимизации воздействия ЭМИ КВЧ не совсем правомочно.

Достаточно точным критерием оптимизации параметров ЭМИ КВЧ является метод регистрации изменения реологических параметров крови при облучении ІN Vitro (Пославский и др., 1989; Зданович и др., 1995). Для клинического применения рекомендовали ту длину волны, которая в наибольшей степени нормализовала скорость агрегации и индекс деформируемости эритроцитов. В. Н. Запоржаном с соавторами (1989) предложено в качестве критерия подбора оптимальной длины волны и продолжительности воздействия ЭМИ КВЧ использовать НСТ-тест, который оказался в значительной мере трудоемким, поэтому не нашел широкого применения в экспериментальной и клинической практике. Для оценки действия ЭМИ КВЧ на функциональную активность клеток и определения резонансной частоты воздействия используется также метод хемилюминесценции (Гедымин и др., 1997). Хемилюминесценция, регистрируемая ІN Vitro На резонансных частотах, сопровождает продукцию активных форм кислорода клетками, которая возрастает в процессе стимуляции их функциональной активности. Авторы отмечают, что данный тест превосходит по чувствительности другие известные методы и является экспресс-диагностикой. Было также предложено определять содержание свободного гепарина в крови больного до и после воздействия на нее КВЧ-излучения (Киричук и др., 1999). При увеличении уровня свободного гепарина после облучения по сравнению с исходным прогнозируют положительный эффект курсового лечения ЭМИ КВЧ. Сходные методики, основанные на изучении тромбоцитарного звена системы гемостаза, предложены для выбора оптимального режима КВЧ-терапии у больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки (Киричук и др., 1999). В настоящее время обосновывается новый методический подход к индивидуальному подбору биотропных параметров ЭМИ КВЧ с использованием аппаратно-программного комплекса цитофотометрии (Будник и др., 2003). Однако, поскольку эти методы основаны на регистрации изменений различных показателей крови ІN Vitro, они не позволяют судить об изменениях, происходящих под влиянием ЭМИ КВЧ на системном и организменном уровнях.

В наших исследованиях показано, что влияние ЭМИ КВЧ на коррекцию психофизиологического состояния проявляется в зависимости от возраста испытуемых и свойств нервной системы, в частности, силы нервных процессов, преобладания симпатического или парасимпатического звена вегетативной нервной систем, типа темперамента, межполушарной асимметрии (Чуян, 2000; Чуян и др., 2001, 2002, 2003). Для определения индивидуальной чувствительности организма человека и животных к действию низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ важное значение имеет оценка индивидуального профиля функциональной асимметрии (Чуян и др., 2004). Так, максимальная коррекция гипокинетических расстройств под влиянием ЭМИ КВЧ происходит у животных – «правшей» и «амбидекстров», минимальная – у животных — «левшей» (рис. 1.2, 1.8, 1.14, 1.16). У животных, подвергшихся изолированному и комбинированному с гипокинетическим стрессом действию ЭМИ КВЧ, обнаружено сохранение и даже увеличение исходного коэффициента функциональной межполушарной асимметрии (рис. 1.2, 1.14, 1.17). Известно, чем больше выражена латерализация головного мозга, тем выше адаптивные способности организма (Егоров, 2000). Таким образом, достигается регуляторное влияние одного из полушарий (в основном доминирующего) на функционирование систем органов, что обеспечивает ответную реакцию организма, адекватную силе раздражителя и характеризует индивидуальный уровень приспособительных реакций, то есть адаптивность организма (Абрамов, Абрамова, 1996; Егоров, 2000). Следовательно, адаптивные способности организма предопределяются выраженностью функциональной асимметрии, а изменение величины коэффициентов асимметрии у животных является показателем эффективности применения ЭМИ КВЧ: при их увеличении – биологическая эффективность ЭМИ КВЧ увеличивается (Деклараційний патент України № 51095 А, МПК 7 А 61 N2/00/ на винахід „Спосіб прогнозування індивідуальної чутливості до дії електромагнітного випромінювання надвисокої частоти”; Опубл. 15.11.2002. Бюл. № 11, Темур`янц Н. А., Чуян О. М., Куртсеітова Є. Є.).

Однако, несмотря на значительное количество исследований, выполненных известными инструментальными методами, и применение различных методических подходов, единого объективного критерия определения индивидуальной чувствительности к ЭМИ КВЧ не существует.

Рис. 1.17 Коэффициент асимметрии (Кас) весовых коэффициентов надпочечников у крыс с разным профилем моторной асимметрии («левшей», «правшей» и «амбидекстров») контрольной группы (К), при воздействиях гипокинезии (ГК), ЭМИ КВЧ (КВЧ) и их комбинации (ГК+КВЧ).

Примечание: * — достоверность отличий по критерию Стьюдента при сравнении с данными контрольной группы крыс.

Экспериментальные данные, полученные на субклеточном, клеточном и тканевом уровнях, указывают на зависимость эффекта ЭМИ КВЧ от исходного уровня активности биологического объекта (Geletuk et al., 1995; Rojavin et al., 1997; Pachomov et al., 1998). Так, при действии ЭМИ КВЧ на нейтрофилы In Vitro, в зависимости от степени их активации будет наблюдаться стимуляция, ингибирование или отсутствие эффекта (Eichwald, Walleczek, 1996; Аловская и др., 1998). Гипотеза о том, что непрерывное ЭМИ КВЧ более эффективно воздействует на биологическую систему, выведенную из состояния равновесия, рассматривается в работах М. Б. Голанта с соавт. (1985), Н. Д.Девяткова с соавт. (1991), В. Г. Сафронова (1997), А. А. Аловской с соавт. (1998). Если в исходном состоянии некоторая функция организма ослаблена по сравнению с нормой, то облучением ее можно практически вернуть к норме, в то время как на функционирование здорового организма то же самое облучение не действует. Так, облучение лейкоцитов ЭМИ КВЧ нормализует их функциональную активность при снижении ее исходного уровня и не оказывает действие при нормальных исходных показателях (Говалло, 1991; Rojavin et al., 1997). В наших экспериментах (Чуян, 2004), проведенных на организменном уровне также выявлена зависимость биологической эффективности ЭМИ КВЧ от исходного состояния организма и доказано, что мм излучение повышает функциональную активность лимфоцитов и нейтрофилов при снижении ее уровня, вызванном действием стресс-факторов, и оказывает эффект прайминга при нормальных исходных показателях.

В опытах В. С. Исаевой, Н. Н. Раттель и соавт. (1991), проводившихся с микроорганизмами – продуцентами протеолитических ферментов, была подтверждена закономерность, состоящая в том, что изменение фибринолитической активности при микроволновом облучении происходило тем больше, чем более она была снижена у исходной культуры. Например, если исходная активность составляла 150 усл. ед./мл, то в результате облучения она возрастала более чем в два раза и достигала максимального значения, если исходная активность культуры составляла 200 усл. ед./мл, то после облучения она возрастала примерно в 1,5 раза. При исходной активности, равной максимальному значению, влияние облучения было незначительно. В зависимости от фазы развития культуры SpirOSTomSР. наблюдалось как стабилизирующее, так и дестабилизирующее действие КВЧ-излучения на скорость размножения клеток (Левина и др., 1989).

Как свидетельствуют полученные нами данные (Чуян и др., 2004), изменение психофизиологических показателей у испытуемых с разным профилем сенсорной асимметрии зависело от их исходного состояния: чем ниже исходный уровень развития изученного показателя, тем в большей степени он изменялся под влиянием ЭМИ КВЧ, что согласуется с законом начальных значений: у испытуемых с наиболее низкими значениями исходных показателей реализация положительного биологического влияния ЭМИ КВЧ была наиболее эффективной.

Возникновение характерных для ЭМИ КВЧ перестроек системной организации межнейрональных взаимосвязей, регистрируемых ЭЭГ, не зависит от длины волны воздействующего ЭМИ (l = 1…10 мм), но обусловливается особенностями состояния головного мозга, а именно, пространственной синхронизацией корковых биопотенциалов (Ковалев, 1999). Интересным результатом явилось то, что чувствительность высших растений к воздействию ЭМИ КВЧ зависит от их биологического режима, который определяется фазой «бодрствования» и фазой «сна» (Королев и др., 2002). Авторы полагают, что это связано с изменением количества световой энергии, получаемой растением, и, как следствие, энергии гидролиза АТФ.

Таким образом, учитывая состояние биологического объекта, его индивидуальные особенности, а также физические параметры воздействующего ЭМИ и его локализацию, можно значительно расширить практическое применение и повысить эффективность мм излучения.

Автор —  Джелдубаева Эльвиза Рашидовна

Метки: