В настоящее время получены убедительные данные о том, что ЭМИ КВЧ низкой интенсивности оказывает выраженное биологическое действие на различные физиологические показатели многоклеточных организмов.
Заслуживают пристального внимания данные экспериментов, проведенных на растениях. Так, на сине-зеленых водорослях показано, что под действием КВЧ-излучения возрастает их биомасса (до 300%) в пределах одного цикла развития, интенсифицируется фотосинтез и накапливаются в культуральной среде различные биологически активные соединения. Эти эффекты сохраняются в третьем поколении водорослей, т. е. реализуется эффект памяти (Тамбиев, Кирикова и др., 1991). Стимулирующий эффект КВЧ-излучения на физиологические параметры фотосинтезирующих организмов, проявляющийся, прежде всего, в интенсификации фотосинтетических процессов, связан с образованием и накоплением радикальных и перекисных состояний при КВЧ-излучении и развитии самоускоряющихся механизмов, реализующихся через первичные реакции автокаталитического типа, идущие в липидной фазе клеток (Тамбиев, Кирикова, 2000).
Микроволновая обработка семян и всходов ряда сельскохозяйственных культур способствует повышению всхожести семян, возрастанию скорости роста всходов из обработанных семян, увеличению зеленой массы, урожайности, синтеза АТФ в клетках по сравнению с контрольными растениями (Petrov et аl., 1990; Бержанская и др., 1993; Мясин и др., 1995; Григорьев и др., 1998; Лященко, Лихолат, 2000). Облучение семян зерновых культур ЭМИ КВЧ (59-62,6ГГц) в течение 20 – 30 минут увеличивает синхронизацию клеточных делений в зародышевой меристеме проростков, что обусловлено стимуляцией молекулярно-генетических процессов, лежащих в основе клеточной пролиферации и приводит к увеличению урожайности вегетирующих растений (Шестопалова и др., 1995). С. В. Тучин с сотрудниками (2001) исследовал воздействие низкоинтенсивного КВЧ-излучения на биометрические характеристики семян проса на начальной стадии вегетации. Обнаружено увеличение прироста корневой системы и массы на 16% по сравнению с контрольными измерениями. ММ излучение активирует защитные механизмы растений, приводящие к выработке повышенной устойчивости фотосинтетического аппарата к последующему высокотемпературному стрессу (Гольцев и др., 1995).
Эти и другие подобные результаты исследований послужили основой того, что ЭМИ КВЧ в настоящее время начинает применяться в сельском хозяйстве (растениеводстве) и биотехнологии, связанной с пищевым производством.
Достаточно перспективным является применение ЭМИ КВЧ в рыбном хозяйстве (Бецкий, Лебедева, Посмитный, 2000), животноводстве и в ветеринарной практике для лечения маститов, язв, заболеваний легких, желудочно-кишечного тракта, заживления ран и других заболеваний сельскохозяйственных животных (Балибалова и др., 1995; Дедик и др., 1995). КВЧ-терапия позволяет сократить сроки лечения и резко уменьшить количество применяемых для лечения животных антибиотиков и других лекарственных препаратов.
Изложенные результаты свидетельствуют не только о выраженной биологической активности мм волн нетепловой интенсивности, но и возможном практическом использовании этого физического фактора в сельском хозяйстве. Особенно важным является то, что применение ЭМИ КВЧ заменяет или значительно снижает применение химических препаратов, что позволяет получить экологически чистые продукты питания животного и растительного происхождения.
Интересные результаты получены Н. К. Агафоновой с соавторами (1998), в которых установлено, что облучение самцов и самок насекомых, которым была введена радиоактивная метка ЭМИ КВЧ (42,2 ГГц, ППМ 0,5 мкВт/см2), изменяет уровень включения метки в антенны и компоненты ионозитольного цикла, которые играют ключевую роль в процессах внутриклеточной сигнализации. Величина этого эффекта составляет 100-200%, причем максимум достигается через 1,5-2 минуты после начала облучения. Эти данные в сочетании с данными об изменении поведения насекомых при воздействии ЭМИ КВЧ свидетельствуют о том, что насекомые могут воспринимать низкоинтенсивное мм излучение.
Особого внимания заслуживают результаты исследований, свидетельствующие о влиянии ЭМИ КВЧ на различные физиологические системы человека и животных.
Не вызывает сомнения тот факт, что в реализации биологического эффекта ЭМИ КВЧ принимают участие центральная и периферическая нервная системы, а также защитно-регуляторные системы организма, к которым можно отнести иммунную и нейроэндокринную системы.
В классических исследованиях по электромагнитной биологии показано, что нервная система — самая чувствительная к ЭМИ система (Пресман, 1968; Холодов, 1975, 1982; Сидякин, 1986). Целый ряд экспериментов, проведенных в острых и хронических опытах на животных, продемонстрировал высокую чувствительность различных элементов нервной системы к ЭМИ КВЧ (Акоев и др., 1991; Сазонов, 1995; Сауля, Кихай, 2003). В исследованиях на крысах после перерезки седалищного нерва и наложения микрохирургического шва, установлено, что воздействие ЭМИ КВЧ на кожную поверхность области операции стимулирует регенеративные процессы в нерве (Колосова, 1991). Обнаруженное свойство может использоваться для усиления процессов регенерации в периферической нервной системе в условиях клиники.
Получен положительный клинический эффект (уменьшение частоты и интенсивности приступов) при КВЧ-терапии у пациентов, страдающих невралгией тройничного нерва, при воздействии на кожную проекцию мест выхода ветвей тройничного нерва (Мегдятов и др., 1995).
Заслуживают внимания экспериментальные исследования по изучению сенсорных и субсенсорных реакций здорового человека на периферическое воздействие низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ, проведенные на базе Института Высшей нервной деятельности и нейрофизиологии (Лебедева, 1992; 1993; 1996; Котровская, 1994; 1996). При обобщении результатов исследования сенсорных реакций человека оказалось, что примерно 80% испытуемых воспринимают мм волны на уровне ощущений давления, покалывания, прикосновения, жжения (сенсорная индикация) (Андреев и др., 1985; Лебедева, 1992; Бессонов и др., 1998), причем, человек способен достоверно отличать мм сигналы от пустых проб. Чувствительность человека к мм излучению определяется как его индивидуальными особенностями, так и биотропными параметрами поля. Для восприятия низкоинтенсивных ЭМИ характерны большие латентные периоды, составляющие десятки секунд. Существует сенсорная асимметрия при восприятии КВЧ-излучения в зависимости от того, на какую руку осуществлялось воздействие. Кроме того, при периферическом воздействии ЭМИ изменяется пространственно-временная организация биопотенциалов мозга (Лебедева, Котровская, 1996).
Исследования влияния КВЧ-излучения на зрительные вызванные потенциалы (ЗВП) у пациентов с висцеральной патологией, не имевших указаний на поражения нервной системы, выявили развивающиеся в неокортексе процессы, способные опережать возникновение и инвертировать знак начального коркового компонента ЗВП (Ковалев, 1999).
Нашими экспериментальными исследованиями (Чуян и др., 2004) показано, что низкоинтенсивное ЭМИ КВЧ у практически здоровых испытуемых снижает состояние эмоциональной напряженности, тревожности, создает оптимальный баланс между возбуждением и торможением ЦНС, увеличивает объемы памяти и внимания, что свидетельствует об улучшении текущего психоэмоционального состояния. Причем доказано, что ЭМИ КВЧ (7,1 мм; 0,1 мВт/см2) не изменяет знак, но влияет на величину функциональной асимметрии у человека и животных, причем ее увеличение или уменьшение связано с локализацией воздействия.
Эффективность ЭМИ КВЧ в нормализации нервно-эмоциональной сферы человека обусловила возможность применения КВЧ-терапии в клинике психиатрии и наркологии. В ряде работ отражена положительная динамика состояния нервно-психического статуса больных алкоголизмом и наркоманией, получавших курс мм терапии (Арзуманов и др., 1997; Руев, Бредов, 2000). КВЧ-терапия эффективна также при лечении невротической депрессии у женщин (Морозов и др. 1995).
По данным Т. Н. Афанасьевой, В. Д. Петровой (1995), применение КВЧ-терапии способствует нормализации эмоционального статуса больных гипертонической болезнью, что особенно важно при купировании гипертонического криза. Как отмечают авторы, большинство больных (74,2%) данной патологией, получавших курс мм терапии, отмечали возникновение чувства расслабленности, покоя, легкой сонливости. Н. В. Лян с соавторами (2000) сообщают об эффективности КВЧ-терапии для нормализации психоэмоционального состояния больных хроническим панкреатитом. Анализ психического статуса пациентов показал, что КВЧ-терапия в комплексном лечении больных дисциркуляторной энцефалопатией значительно повышает их когнитивные способности по сравнению с традиционным лечением (Киричук, Павлова, 2002).
Н. А. Темурьянц с соавторами (2001) проведены исследования динамики ряда психофизиологических показателей у больных с хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта, острыми респираторно-вирусными инфекциями под влиянием КВЧ-терапии, осуществляемой генераторами различного типа. Полученные данные свидетельствуют о значительном снижении уровня реактивной тревожности, утомляемости, а также повышении показателей памяти и уровня внимания у больных. Сходные результаты были получены В. Е. Крайновым с сотр. (1997), отметившими значительное снижение уровня личностной тревожности у больных остеохондрозом позвоночника, нейроциркуляторной дистонией, гипертонической болезнью, заболеваниями желудочно-кишечного тракта, Н. Д. Девятковым с соавт. (2000), зарегистрировавшими снижение реактивной тревожности, нормализацию показателей психоэмоционального состояния, существенное увеличение объема кратковременной памяти, повышение скорости принятия решения, а, следовательно, улучшения функционального состояния ЦНС в целом у больных после хирургического вмешательства. Использование КВЧ-воздействия в психоэмоциональной реабилитации больных, по мнению авторов, способствует профилактическому оздоровлению человека (предупреждение негативных срывов, депрессий, вегетоастенических реакций). Имеются данные и об эффективности применения КВЧ-терапии в комплексном лечении синдрома хронической усталости (Лян и др., 1997), в реабилитации детей с поражением нервной системы (Слугин и др., 2000).
Известно, что искусственные (антропогенные) ЭМП создают электромагнитное загрязнение окружающей среды, и большую лепту в этот процесс вносят стремительно распространяющиеся сети мобильных телефонов. Как было показано в ряде работ, ЭМП мобильных телефонов оказывают заметное влияние на организм человека. Исследования, проведенные Н. Н. Лебедевой с соавт. (1998; 1999) выявили, в частности, влияние ЭМП сотовых телефонов на биоэлектрическую активность мозга бодрствующего человека, а также нарушение структуры сна. В связи с этим было предпринято исследование возможности коррекции изменений биоэлектрических потенциалов мозга человека, вызванных влиянием ЭМП мобильного телефона с помощью низкоинтенсивного КВЧ-излучения (Лебедева и др., 2003). В Институте радиотехники и электроники и ЗАО «МТА-КВЧ» был разработан микроминиатюрный КВЧ-генератор, который встраивается в трубку мобильного телефона (Патент РФ N 2169434 от 28.12.98). До начала пользования телефонами (аппараты одной и той же фирмы, GSМ-стандарт) у всех испытуемых были проведены фоновые замеры ЭЭГ. Затем замеры проводили через 3, 6 и 9 недель после начала пользования сотовыми телефонами. Результаты исследования продемонстрировали, что наличие КВЧ-генератора в трубке компенсирует возникающие негативные эффекты от воздействия ЭМП мобильного телефона. Отсутствие снижения адаптационных возможностей мозга и его реактивности у испытуемых экспериментальной группы свидетельствует о протекторном эффекте мм волн.
Реакцию нервной системы на ЭМИ КВЧ можно оценить, изучая изменение поведенческих реакций млекопитающих. В частности, показано, что ЭМИ мм диапазона способно модифицировать условно-рефлекторную деятельность крыс (Хромова, 1990).
ММ волны оказывают модифицирующее действие на функциональное состояние ЦНС человека и животных при моделировании стресса (Темурьянц и др., 1992; Арзуманов, 1994; Лебедева, Сулимова, 1994; Чуян, 1992; 2004). В частности, при адаптации крыс к изолированному, превентивному и комбинированному со стресс-фактором действию низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ происходят адаптивные перестройки в поведении: изменяются коэффициенты моторной асимметрии (рис. 1.2), двигательная активность и эмоциональная сфера животных в тесте «открытого поля» (рис. 1.3), происходит усиление процессов торможения, снижение возбудимости ЦНС и эмоциональных реакций тревожности, страха (Чуян, 2004).
Показано, что в реакциях организма на периферическое воздействие ЭМИ КВЧ участвует вегетативная нервная система. Так, воздействие ЭМИ КВЧ на БАТ способствует улучшению функционального состояния вегетативной нервной системы у женщин после ампутации матки (Дикке, 1999). Н. В. Поповиченко (1989) оценивалась функциональная активность симпатического отдела вегетативной нервной системы у больных с вегетативными дисфункциями и гастродуоденальной патологией по характеристикам сосудо-двигательного, висцеро-симпатического, кожно-симпатического и терморегуляционных рефлексов и электрокожного сопротивления и сделан вывод о генерализованной реакции симпатической нервной системы на микроволновое облучение, возникающей уже после первого сеанса и проявляющейся в возбуждении или торможении нервной системы.
Рис. 1.2. Изменение коэффициента моторной асимметрии (Кас) у крыс – «амбидекстров» (1), «правшей» (2) и «левшей» (3) при воздействиях гипокинезии (А), комбинированном воздействии гипокинезии и ЭМИ КВЧ на затылочно-воротниковую зону (Б), наружные поверхности левого (В) и правого (Г) бедер в разные сроки эксперимента.
Рис. 1.3. Горизонтальная (ГДА), вертикальная двигательные активности (ВерДА) и частота реакций дефекации при воздействии гипокинезии (ГК), последовательном (КВЧ–ГК) и комбинированном (КВЧ+ГК) с ГК воздействии ЭМИ КВЧ на девятые сутки ограничения подвижности (в % относительно значений в контрольной группе животных).
Примечание: * — различия достоверны при сравнении с данными в контрольной группе животных.
В экспериментах установлено, что нейроэндокринная система животных проявляет большую чувствительность к ЭМИ КВЧ. В первую очередь, реагируют гипоталамус и гипофиз, причем требуются небольшие величины ППМ ЭМИ (Смородченко, 1998). При этом наблюдалось повышение уровней кортизола и тестостерона в крови, нормализация показателей гормонов щитовидной железы (Адаскевич, 1995; Лисенкова и др., 1995). Действие ЭМИ КВЧ на область продолговатого мозга модифицирует уровень моноаминного компонента иммунных органов (тимус, селезенка) (Смородченко, 1998).
Нашими исследованиями (Чуян и др., 2003; Чуян, 2004) показано, что ЭМИ КВЧ влияет на активность симпатоадреналовой системы (САС). Так, при КВЧ-воздействии на интактных животных происходит увеличение потенциальной мощности САС, о чем свидетельствует интенсификация синтеза в надпочечниках катехоламинов, однако, усиления их выхода в кровь и накопления в различных органах при этом не происходит. При действии ЭМИ КВЧ на животных, подвергнутых гипокинетическому стрессу и/или инфицированию зарегистрирована нормализация активности САС, что выражалось в снижении веса надпочечников, уменьшении синтеза в них катехоламинов, содержания катехоламинов в твердой мозговой оболочке, ушках миокарда и эритроцитах периферической крови (рис. 1.4, 1.5, 1.6, 1.7).
Рис. 1.4. Катехоламины в хромафинных клетках мозгового слоя надпочечников у интактных (А – об. 10, гомаль 3; Б – об. 40, гомаль 5), подвергнутых воздействию гипокинезии (В – об. 90, гомаль 5) и ЭМИ КВЧ (Г – об. 40, гомаль 5) крыс.
Рис. 1.5. Адренергические волокна и тучные клетки в твердой мозговой оболочке интактных крыс (А, Б – об. 90, гомаль 5), у крыс, подвергнутых комбинированному воздействию гипокинезии и ЭМИ КВЧ (В – об. 40, гомаль 3), изолированному действию гипокинезии (Г – об. 40, гомаль 3).
Рис. 1.6. Включения катехоламинов в эритроцитах крови интактных крыс (А), при воздействии гипокинезии (Б), ЭМИ КВЧ (В), их комбинации (Г). Микрофото, метод отрицательного фазового контраста (об. 40, ок. 12).
Примечание: стрелками показано увеличение включений катехоламинов и появление деструктивных изменений в эритроцитах.
ЭМИ КВЧ вызывает также существенное повышение содержания мелатонина в крови животных (рис. 1.8), находящихся в условиях как нормальной, так и ограниченной двигательной активности (Чуян, 2004).
 |
Рис. 1.7. Изменение содержания катехоламинов в эритроцитах крови крыс контрольной группы (К), при воздействиях: ГК – гипокинезии; КВЧ – ЭМИ КВЧ; КВЧ+ГК – комбинации ЭМИ КВЧ и гипокинезии на 9 сутки эксперимента (А) и последующем инфицировании (И) на 28 сутки эксперимента (Б).
Примечание: * — достоверность различий относительно значений контрольной группы.
Рис. 1.8. Концентрация мелатонина (пг/мл) в сыворотке крови у животных c разным моторным фенотипом («левшей» (1), «правшей» (2) и «амбидекстров» (3)) контрольной группы (К) и при воздействиях гипокинезии (ГК), ЭМИ КВЧ и их комбинации (ГК+КВЧ).
Таким образом, нервная и эндокринная системы, оказывающие регуляторное влияние на различные функции организма и процессы гомеостаза, оказались чувствительными к воздействию ЭМИ КВЧ, поэтому становится понятным генерализованный ответ всех систем организма на излучение.
Одними из первых экспериментов в области изучения биологической эффективности ЭМИ КВЧ были исследования влияния этого фактора на кровь и кроветворную систему млекопитающих.
Л. А. Севастьяновой с соавт. (1960; 1970; 1983) были получены первые обнадёживающие результаты по ослаблению с помощью предварительного мм воздействия последствий влияния рентгеновского излучения на костный мозг. Результаты проведенных экспериментов позволили сформулировать положение о том, что мм волны в комбинации с рентгеновским излучением обладают протекторным действием по отношению к клеткам костного мозга. При определённых параметрах воздействия ЭМИ КВЧ снимают также поражающее действие противоопухолевых препаратов на кроветворную систему, повышают функциональную активность стволовых клеток. Так, например, количество кариоцитов всегда оказывалось выше в группе с комбинированным воздействием по сравнению с действием только рентгеновского излучения или противоопухолевых препаратов. Кроме того полученные экспериментальные результаты показали, что мм волны не вызывают нарушений в здоровых клетках и тканях. Иммунопротективный эффект отмечен и у больных, которые получали лучевую терапию (Запорожан, 1991).
Показано также стимулирующее влияние ЭМИ КВЧ на иммунную систему больных, перенесших операцию удаления доброкачественных опухолей яичника (Запорожан и др., 1991).
Экспериментальные результаты свидетельствуют о стимуляции с помощью КВЧ-излучения пролиферативных процессов в системе гемопоэза на уровне стволовой клетки (Зубенкова, 1991). При однократном облучении целостного организма крыс ЭМИ КВЧ (37 ГГц; ППМ 0,3мВт/см2) выявлена положительная динамика изменения клеточного состава периферической крови и стимуляция лейкопоэза (Дзасохов и др., 1999; Казакова и др., 1999). Данные о чувствительности кроветворных клеток и форменных элементов крови к действию ЭМИ КВЧ подтверждают сведения о влиянии излучения на иммунологические процессы.
Иммуномодулирующее действие ЭМИ КВЧ проявляется в нормализации количественных и качественных показателей системы иммунитета: восстанавливается соотношение регуляторных субпопуляций, повышается функциональная активность иммуноцитов, снижается уровень аутоиммунных процессов (Бессонов и др., 1998; Ситько и др., 1999). Так, после лечения с применением мм волн больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки отмечено повышение количества Т-лимфоцитов, теофилин- и гистаминчувствительных клеток (Куценок, 1990). Применяя крайневысокочастотную терапию на БАТ в комплексном лечении больных с хроническими воспалительными заболеваниями, Н. А Хабарова (1997) отмечает нормализацию содержания Т-лимфоцитов, Т-супрессоров, В-лимфоцитов, снижение сенсибилизации лимфоцитов к тканевому антигену желчного пузыря, печенки, поджелудочной железы, уменьшение титров противотканевых антител. Под влиянием КВЧ-воздействия растет активность макрофагов, наблюдается нормализация В-клеточного звена иммунитета со снижением уровня IgG и IgA (Лобода, 1998). Иммуномодулирующий эффект ЭМИ КВЧ получен и при лечении больных ишемической болезнью сердца (ограничение количества антител к тканям миокарда, повышение содержания Т-хелперов и Т-супрессоров, активация фагоцитарной способности сегментоядерных нейтрофилов) (Рожков, 1993), церебральным атеросклерозом (увеличение количества Т-лимфоцитов, снижение уровня циркулирующих иммунных комплексов на 40%) (Кузьменко, 1998), хроническим гастродуоденитом (увеличение антителообразования в отношении антигенов, увеличение количества Т-хелперов) (Островский и др., 1995). Многими исследователями отмечена большая чувствительность к ЭМИ КВЧ популяции Т-лимфоцитов по сравнению с популяцией В-лимфоцитов (Кузьменко, 1998; Ситько и др., 1999; Лушников и др., 2001; Коломыцева и др., 2002). Причем, в результате применения ЭМИ КВЧ отмечена положительная динамика и стойкое улучшение иммунологических показателей как со стороны клеточного, так и гуморального звеньев иммунитета при профилактике гриппа и ОРВИ (Рыжкова и др., 1991; Сазонов, Рыжкова, 1995; Балчугов и др., 1999), лечении атопического дерматита (Адаскевич, 1995; Суворов, 1998), рецидивирующего генитального герпеса (Пуляева, 1997), вирусных гепатитов (Погребной и др., 1991), хронических бронхитов (Шаменкова, 1996), пневмоний (Метонидзе, 1998), бронхиальной астмы (Макаров, 1991), туберкулеза легких (Хоменко и др., 1995), опухолей легких (Гедымин и др., 1994; Шевченко, 1998), нестабильной стенокардии (Люсов и др., 1995), деформирующих остеоартрозов (Бойко, 1990), аллергодерматозов (Суворов, 1998), экземы (Пурышкина, 1999), нейродермита (Радионов, 1995), красной волчанки (Курников, 1994), опухолей и гиперпластических процессов матки (Запорожан, 1990), яичников (Соболев, 1998), язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки (Пославский, 1989, 1997).
Показана высокая эффективность применения ЭМИ КВЧ как иммунокорригирующего фактора при лечении хронических воспалительных гинекологических заболеваниях у женщин, проживающих в высокогорье. Так, применение комплексной КВЧ и интерферонотерапии (препарат «лаферон») способствовало нормализации экспрессии дифференцировочных и функциональных CD-маркеров иммунокомпетентных клеток, увеличению экспрессии CD8+, нормализации соотношения CD4+/CD8+, концентрации циркулирующих цитокинов (интерферон и фактор некроза опухолей), снижению иммунного прилипания, активации окислительного NO-синтазного пути распада L-аргинина, улучшению функциональных характеристик иммунокомпетентных клеток (Тарадий и др., 2003).
Проявляя иммунотропное действие, ЭМИ КВЧ снижает выраженность как неспецифического, так и иммунного воспаления, что может быть связано со способностью ЭМИ КВЧ модифицировать функциональную активность фагоцитирующих клеток (Лушников и др., 2003).