Современные представления о биофизических и физиологических механизмах биологического действия ЭМИ КВЧ

К настоящему времени накоплен большой объём биологических эффектов, найденных экспериментально или предсказанных теоретически, относящихся к проблеме механизмов воздействия низкоинтенсивных мм волн на биологические системы различной сложности организации. В области миллиметровой электромагнитобиологии мы сталкиваемся с типичной научной ситуацией, когда применение на практике новых идей опережает понимание механизмов действия нового физического фактора, лежащего в основе этих идей.

Выдвинуто несколько основных концепций, объясняющих механизмы действия ЭМИ КВЧ на биологические объекты различного уровня организации, наиболее признанными являются гипотезы Московской (Девятков и др., 1991; 1994), Пущинской (Гапеев, Чемерис, 1999), Тульской (Субботина, Яшин, 1998), Киевской (Ситько и др., 1994; 1999; Колбун, 1993; 1996) и других научных школ. Несмотря на то, что ни одна из этих теорий не получила общего признания, рассмотрим некоторые из них.

Первой из перечисленных концепций по времени появления и сохраняющей в настоящее время сильные позиции, является информационная гипотеза, разработанная школой академика Н. Д. Девяткова (Девятков, и др., 1991; 1994; 1995; Бецкий и др., 1996; Бецкий, Лебедева, 2001) – Институт радиотехники и электроники РАН. В данной теории ключевая идея о чувствительности биологических объектов к слабым ЭМП согласуется с предположением о том, что мм волны в силу разных причин являются «родными» для биологических объектов и могут использоваться ими для целей управления основными физиологическими функциями. В теоретическом плане на это обстоятельство впервые обратила внимание группа российских учёных в середине 60-годов во главе с Н. Д. Девятковым (Девятков и др., 1991; 1994). Несколько позже и независимо от российских учёных это предположение получило косвенное теоретическое подтверждение в работе известного немецкого физика с мировым именем Г. Фрёлиха (Frohlich, 1988), который впервые высказал и обосновал мысль об электромагнитной когерентности в биосистемах, обратил внимание на тот факт, что собственные колебания мембран клеток, в соответствии с их физическими свойствами находятся в диапазоне 1010¸1011 Гц, то есть являются источниками ЭМИ как раз в КВЧ-диапазоне. Есть все основания считать, что когерентные колебания по Г. Фрёлиху и акустоэлектрические колебания в плазматических мембранах клетки есть одно и то же физическое явление (Бецкий и др., 2002).

Доминирующей в этой области исследований явилась идея о резонансном, информационном взаимодействии ЭМИ КВЧ с живыми системами (Смолянская и др., 1979; Grundler et al., 1988; Девятков, и др., 1981; 1991). Авторы данной гипотезы считают, что живые организмы излучают естественные электромагнитные волны КВЧ-диапазона с целью управления внутренними процессами. Причем, амплитудно-частотная характеристика излучения больного и здорового организма разные, поэтому любая патология – это патология клеток. При нормальном функционировании клеток колебания в области КВЧ-диапазона носят шумовой, то есть беспорядочный характер, а клетки обладают электрической симметрией. Однако при нарушении функционирования клеток их электрическая симметрия нарушается. Мощность электромагнитных колебаний, излучаемая электрическими диполями плазматических мембран клетки, равна примерно 10-23 Вт в узкой полосе частот. Следовательно, для живых клеток столь низкая величина мощности внешнего ЭМИ КВЧ является значимой величиной, поэтому клетки «должны» быть, в соответствии с принципом взаимности, чувствительными к внешним низкоинтенсивным ЭМИ КВЧ. Монохроматические электромагнитные излучения мм диапазона, проникая в организм, на определенных (резонансных) частотах трансформируются в информационные сигналы, осуществляющие управление и регулирование восстановительными или приспособительными процессами (Девятков и др., 1991). Информационные сигналы, воздействующие на регуляторные системы организма, образуются в результате синхронизации с внешним ЭМИ электромеханических автоколебаний клеточных субструктур. Согласно мнению Н. Д. Девяткова с соавт. (1991), информационное действие мм волн опосредуется через формирование белковых подструктур. При этом в мембранах клеток могут возбуждаться акустоэлектрические колебания (Голант, Реброва, 1986), в результате чего восстанавливается нормальное по спектру и мощности излучение, свойственное здоровому организму, и, как следствие, происходит коррекция метаболизма клетки (Девятков и др., 1991; Бецкий и др., 1996; Девятков и др., 1994; 1995). С точки зрения рассматриваемой гипотезы, в единой информационной системе живого организма сигналы управления за счет энергетических возможностей самого организма могут распространяться на большие расстояния, поэтому действие излучения сказывается на органах и системах, удаленных от места облучения, что исключает прямой энергетический эффект (Балакирева и др., 1985; Голант и др., 1985).

В настоящее время обнаружен новый эффект – изменение функциональной активности эритроцитов и тромбоцитов, инкубированных с клетками крови, непосредственно облученными ЭМИ КВЧ (Киричук, Креницкий и др., 2003). Эти данные, позволяют сделать вывод о существовании КВЧ-индуцированного межклеточного взаимодействия и подтверждают гипотезу Н. Д. Девяткова с соавт. (1991) об участии КВЧ-излучения в процессах передачи информации между клетками, что, возможно, и являются ключом к разгадке выражения «клетка с клеткой разговаривает на языке мм волн». По мнению авторов концепции, индуцируемые изменения носят позитивный характер, т. е. способствуют восстановительным процессам и возвращению нарушенного функционирования организма к нормальному состоянию, а воздействие внешнего ЭМИ имеет информационный характер.

Заслуживает внимания концепция С. П. Ситько с коллегами (Ефимов, Ситько, 1993; Ситько и др., 1994; 1999), основанная на биофизической модели, согласно которой в организме существуют собственные электромагнитные поля (каркас), а меридианы (согласно классической теории акупунктуры) являются отображением траекторий бегущих электромагнитных волн, которые вызваны когерентными микроволновыми полями, связанными с мембранами клеток (Sit`ko et al., 1998). Теоретические и экспериментальные исследования показали, что характеристические, присущие организму человека, частоты находятся в поддиапазоне 40¸60 ГГц КВЧ-диапазона. Существует и прямое экспериментальное доказательство сказанного. В 1997 году исследователям НИЦ квантовой медицины «Відгук» МОЗ Украины (г. Киев) с помощью уникальной радиометрической системы удалось достоверно зарегистрировать неравновесную компоненту ЭМИ человека в КВЧ-диапазоне с величиной 10-20¸10-21Вт/Гц (Sit`ko et al., 1998; Ситько и др., 1999).

Свою теорию С. П. Ситько назвал «физикой живого» (Ситько, 2001), а применение ЭМИ КВЧ в медицине «квантовой медициной» (Ситько и др., 1994). Согласно мнению С. П. Ситько, живое есть четвертый уровень квантовой организации природы; в отличие от неживого, у живого есть самосогласованный потенциал, хотя на молекулярном уровне каких-либо существенных отличий живого от неживого может и не существовать. При этом основной акцент ставится на приложение фундаментальных представлений физики к анализу процессов жизнедеятельности биообъектов. Объяснение механизма действия ЭМИ КВЧ на организм основывается на представлении, что действие на биологически активные точки (БАТ) поверхности тела внешнего ЭМИ низкой интенсивности способно корригировать нарушение собственного электромагнитного каркаса организма, влияя на биохимические процессы организма и приводя к нормализации метаболизма. В реализации нормализующего эффекта ЭМИ КВЧ на восстановление нарушенных функций на клеточном и субклеточном уровнях основную роль играют мембранные механизмы регуляции (Москаленко, Ситько и др., 2001). Тот факт, что отклик организма проявляется при воздействии с понижением уровня внешнего сигнала ЭМИ КВЧ вплоть до «счетного количества квантов», привел к тому, что в технологиях «Ситько-МРТ» используется монохроматическое излучение с ППМ = 10-13¸10-14 Вт/см2, что соответствует спектральной плотности облучающего ЭМИ КВЧ порядка 10-20 – 10-21 Вт/Гц×см2.

Таким образом, и Московская (Девятков, 1991; 1994) и Киевская (Ситько, 1994; 2001) школы признают наличие особых характеристических или «терапевтических» частот ЭМИ КВЧ, резонансное воздействие которых на собственное ЭМП, генерируемое организмом, приводит к интенсификации процессов обмена свободной энергией на клеточном и субклеточном уровнях и, в конечном итоге, к выздоровлению клетки и всего организма. Разница в этих концепциях, в основном, методологического характера. В первом случае полагается, что источником собственных электромагнитных полей (ЭМП) являются клеточные мембраны, т. е. собственные поля организма ассоциируются с акустоэлектрическими колебаниями, возбуждаемыми на клеточном уровне. А средой, в которой распространяются волны, как собственных ЭМП, так и внешнего ЭМИ КВЧ является водный матрикс: клеточный, межклеточный и так далее. По мнению С. П. Ситько (1994), структура собственного ЭМП и его характеристики определяются не микроскопическим, а макроскопическим (нелокальным) самосогласованным потенциалом. То есть речь идет о наличии «электромагнитного каркаса» целостного живого организма. Поскольку даже в пределах одного вида этот каркас индивидуален, то и терапевтические частоты также индивидуальны.

Другое направление в объяснении биофизического механизма ЭМИ КВЧ возникло в последние десятилетия (Е. Е. Фесенко, Н. К Чемерис и др.– Институт биофизики клетки РАН). Представителями Пущинской биофизической школы сформирована концепция стохастического резонанса, в которой важное значение имеет наличие модуляции несущего КВЧ-сигнала низкочастотным сигналом, адекватным физиологическим ритмам организма (Eichwald, Kaiser, 1993-1995; Kaiser, 1994-1996). Основная идея, базирующаяся на экспериментальных данных, состоит в том, что внешнее ЭМИ может воздействовать на биологическую систему на уровне трансдукции внутриклеточных сигналов, что напрямую связано с изменением кальций-регулируемых процессов в клетке (Walleczek, 1992). Предполагается, что первичным звеном рецепции низкоинтенсивных ЭМИ являются нелинейные осцилляции, свойственные физическим, химическим и биологическим системам, поскольку периодические процессы играют доминирующую роль в образовании, стабильности, развитии и функционировании всего живого. В различных живых клетках зарегистрированы и исследованы осцилляции концентрации внутриклеточного Са2+ при действии на клетку различных биохимических стимулов. Поэтому в модели, построенной на основе теории самоподдерживающихся нелинейных осцилляторов, учитываются пути внутриклеточной сигнализации, связанные с осцилляциями Са2+. Внешнее ЭМИ может воздействовать на специфические параметры или константы скоростей реакции (Barnes, 1995), причем малое изменение даже одного параметра в итоге приводит к существенным изменениям в конечной стадии реакции, что, в свою очередь, ведет к биохимическим, физиологическим и функциональным изменениям на уровне реакции клетки в целом. В зависимости от специфической комбинации внутриклеточных биохимических и внешних физических параметров (когерентной модуляции и некогерентных возмущений – шума) могут возникать совершенно различные клеточные ответы. Предложенная схема применима не только к осцилляциям концентрации ионов кальция, но и к любым параметрам биологических систем, имеющих нелинейный колебательный характер. Основываясь на нелинейных свойствах биологических объектов и механизме стохастического резонанса, в рамках данной концепции объясняется высокая чувствительность живых систем к воздействию слабых электромагнитных полей, наличие частотной селективности и частотных «окон», различное направление и характер эффектов ЭМИ в зависимости от условий эксперимента или используемых режимов облучения (Гапеев, Чемерис, 1999).

Концепция Тульской научной школы биофизики полей и излучений и биоинформатики (Афромеев и др., 1997; 1998; Казакова и др., 1999; Луценко и др., 2002) состоит в корреляционном подходе к объяснению механизма активации с помощью ЭМИ КВЧ собственных полей клеток. По мнению авторов, естественным «биологическим полем» живого организма является ЭМП диапазонов от инфракрасного до ультрафиолетового, а, возможно, и более коротковолновое (S1). Вторым, и тоже естественным является ЭМП организма, обусловленное биологическими ритмами (S3); это низкочастотные колебания от долей герца до сотен (тысяч) герц. Колебания заряженных клеточных мембран (S2), часть спектра которых совпадает с КВЧ-диапазоном, являются корреляционно-связующим, модулирующим звеном (S3/S2/S1) всех полей в пределах организма. В этом и состоит биоинформационная сущность активации процессов биологического организма воздействием внешнего КВЧ-сигнала (Афромеев и др., 1997). По методологии данная концепция близка к школе С. П. Ситько, хотя и декларирует своего рода «служебную» роль ЭМИ КВЧ в организме. Терапевтический эффект при внешнем воздействии ЭМИ КВЧ заключается в активации БАТ или рефлексогенных зон организма, сигнал от которых по главным каналам акупунктуры передаётся в соответствующие им (согласно классической теории акупунктуры) органы и системы и далее действует на клеточном и субклеточном уровнях (Субботина, Яшин, 1998).

Направление, именуемое информационно-волновой терапией (ИВТ) было впервые предложено и разработано в Украине в трудах Н. Д. Колбуна (1988, 1993, 1996). По аналогии с ЭМИ КВЧ в ИВТ используются такие же по продолжительности, количеству сеансов и локализации воздействия процедуры, производимые, например, портативным устройством типа «ИВТ-Порог». Однако, в отличие от КВЧ-терапии, применяются специальным образом сформированные сигналы в широком диапазоне частот (так называемое, «электромагнитное меню»), а их общая интенсивность на несколько порядков ниже интенсивности сигналов, используемых в КВЧ-терапии. Авторы этого метода считают, что ИВТ управляет одним из наиболее фундаментальных признаков живого организма — его электромагнитным гомеостазом. В основе ИВТ лежит гипотеза о том, что биосистемы, адаптированные в процессе эволюции к низкому уровню фона электромагнитного излучения (10-21¸10-19Вт/см2), способны реагировать на ЭМИ, даже незначительно превышающие фоновые излучения на длинах волн микроволнового диапазона (Колбун, 1988; 1993; Лиманский, Колбун, 1996). При этом энергии квантов электромагнитного излучения достаточно, чтобы индуцировать важные биологические процессы, управляющие гомеостатическими функциями. Это дало основание предложить гипотезу «электромагнитной гомеопатии» (Колбун, 1993), согласно которой организм человека можно представить в виде динамической модели синхронизированных информационноволновыми процессами молекулярных генераторов. Согласно этой гипотезе, сверхнизкоинтенсивное ЭМИ на частотах полос атмосферного поглощения выполняет информационную роль внутри биосистем и служит материальным носителем функциональных взаимодействий между организмом и внешней средой, что проявляется в оптимизации электромагнитного поля всего организма. Сконструированные на этой основе технические устройства имитируют ряд свойств электромагнитного фона биосферы, создавая такие комбинации его параметров, которые по своим характеристикам хорошо синхронизируются с частотно – амплитудными параметрами информационно-волновых генераторов организма человека.

Вода является самым сильным поглотителем ЭМИ КВЧ (Петросян и др., 1995, 1997; Бецкий, 1997). Как известно, плоский слой воды толщиной в 1 мм ослабляет ЭМИ КВЧ в 100 раз при l = 8-10 мм и в 10000 раз при l = 2 мм, поэтому мм волны поглощаются в тонком поверхностном слое воды (0,3 – 0,5 мм). Подобные свойства воды связаны с тем, что частоты вращательных движений молекул воды лежат в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах, что и обусловливает резонансный характер поглощения КВЧ-излучения водными растворами (Новикова, 1996). Причем, молекулы свободной воды поглощают ЭМИ КВЧ значительно сильнее, чем молекулы связанной воды. Адсорбированная вода, в отличие от свободной, не вступает во взаимодействие с ЭМИ КВЧ из-за очень прочной иммобилизации молекул, связанных с поверхностью биополимера (Бецкий, Лебедева, 2001).

Эти и другие экспериментальные исследования ярко демонстрируют насколько актуальным является вопрос о роли воды и водных растворов в реализации биологических эффектов ЭМИ КВЧ.

Важность воды как среды функционирования биологических структур хорошо известна. Кожа человека более чем на 60% состоит из воды, поэтому при воздействии на нее, мм излучение поглощается практически полностью на глубине около 0,7-1,0 мм. Вода является неотъемлемым структурным компонентом биологических мембран (Smith, 1995). Именно вода во многом определяет электрические характеристики биологических жидкостей и тканей.

Поэтому естественно предположить, что первичный механизм биологического действия ЭМИ КВЧ связан с водой (Хургин, 1995; Синицын и др., 1998). Вопрос о возможной роли воды в действии КВЧ-излучения на биологические объекты подробно обсуждался в работе С. А. Ильиной с соавт. (1979). Показано, что при КВЧ-облучении наблюдается ускорение реакций, в которых вода является одним из реагентов, что можно рассматривать как химическую активацию молекул воды (Майрановский и др., 1985). Под действием ЭМИ КВЧ может увеличиваться скорость пассивного переноса ионов и молекул в водных средах за счет изменения гидродинамической устойчивости. При этом возникает конвективное движение жидкости (Бецкий и др., 1981). Конвекция возникает на границе раздела фаз (воздух – жидкость, жидкость – твердое тело) за счет приповерхностного поглощения ЭМИ и обусловлена изменением сил поверхностного натяжения на этой границе (термокапиллярный эффект). По мнению Е. П. Хижняка и М. С. Зискина (1997), температурные градиенты, которые могут возникать в поверхностных слоях жидких сред при действии ЭМИ КВЧ достаточны как для модификации конвективных потоков, так и для образования устойчивых конвективных структур при очень низких уровнях ППМ излучения (от 10 мкВт/см2). Параметры такого рода конвективных процессов имеют нелинейную зависимость от частоты и интенсивности излучения. Обнаружено, что через 20-40 минут после начала облучения колебания в облучаемых жидкостях прекращаются, и этот эффект необратим, по крайней мере, на протяжении 4-6 часов (Khizhnyak et al., 1996). Конвективное перемешивание водной среды может иметь важные последствия для биологических объектов, особенно в тех случаях, когда протекание каких-либо процессов в объекте лимитировано стадиями переноса веществ через слой воды, что приводит к более активному переносу веществ и электрических зарядов через мембраны (Бецкий, Путвинский, 1986; Казаринов, 1990; Khighnyak, Ziskin, 1996). Так, показано ускорение активного транспорта ионов Na+ через кожу лягушки, изменение проницаемости мембран эритроцитов для ионов К+, увеличение ионной проводимости бислойных липидных мембран, ускорение перекисного окисления липидов в липосомах за счет влияния мм волн на водорастворимые вещества, участвующие в реакции (Шаров и др., 1983; Каладзе, Русяев, 1999). Конвекция, таким образом, может являться первичным механизмом действия ЭМИ КВЧ на процессы жизнедеятельности.

Данные экспериментов В. Н. Казаченко с соавт. (1999) указывают на то, что для возникновения нетеплового эффекта ЭМИ КВЧ при облучении воды, который заключался в снижении содержания кислорода и проявлялся в течение нескольких часов, необходимо присутствие в ней ионов некоторых щелочных металлов и, возможно, других неидентифицированных примесей.

В 90-х годах ХХ века саратовские физики, изучавшие воздействие мм излучения низкой интенсивности на живые объекты, обнаружили новый эффект (Петросян и др., 1995), суть которого состоит в следующем. Если на объект воздействовать в режиме свипирования мм излучением (1-120 ГГц) низкой интенсивности, то возникает слабое дециметровое люминесцентное излучение, которое первооткрывателями было названо радиооткликом, а в последующем получило название «саратовского эффекта» (Чукова, 2002). С помощью дециметрового отклика фиксируются три пары резонансов, расположенных вблизи 50 ГГц, 65 ГГц и 100 ГГц воздействующего излучения. Обращает на себя внимание удивительная близость формы контуров радиоотклика, полученных на воде, различных растворах и биологических средах (цельная кровь, плазма, сыворотка, гемолизат эритроцитов, молоко, желток и белок куриного яйца и т. д.) (Синицын и др., 1999). Разработанный саратовскими физиками метод может быть использован для диагностики состояния различных органов, т. к. в состоянии нормы и патологии органы человека и животных дают спектр дециметрового излучения с разными контурами, причем, резонансные кривые организма в состоянии физиологической нормы близки к резонансным линиям воды на частотах 50 и 65 ГГц. Причину появления двойных резонансов авторы связывают со сложным строением воды в жидкой фазе.

Сенсационными являются и результаты экспериментальных и теоретических исследований о возможности существования резонансной прозрачности водных сред на частотах 64,6 и 65,7 ГГц и подпороговых мощностях менее 1мкВт/см2 (Петросян и др., 1998). При облучении биологических объектов слабыми ЭМИ на этих частотах имеет место захват молекулярными водными осцилляторами частоты внешнего сигнала и усиление по типу синхронизированной генерации или регенеративного усиления. Волны на этих частотах распространяются в водных средах с очень малыми потерями и, тем самым, могут проникать на большую глубину облучаемого объекта, вовлекая глубинные структуры в процесс взаимодействия со слабым внешним сигналом. По мнению авторов, существование подобных резонансов может служить одним из вероятных механизмов распространения локального КВЧ-воздействия по организму.

Описанные выше особенности взаимодействия молекул воды с ЭМИ КВЧ лежат в основе механизма формирования «памяти воды» о факте облучения, т. е. сохранения биологической активности воды после прекращения облучения в течение длительного времени (единицы – десятки минут) (Гапочка и др., 1994; Fesenko et al, 1995; Бецкий, 1998). Суть этого эффекта сводится к следующему. Известно, что жидкая вода является структурированной и состоит, в основном, из кластеров, причём молекулы воды связаны между собой водородными связями. Оказывается, что атом водорода, который расположен между двумя ближайшими атомами кислорода, может находиться в одном из двух состояний – либо вблизи одного, либо вблизи другого атома кислорода. Одно из состояний является устойчивым, а другое неустойчивым. Работами Л. Д. Гапочки и др. (2000) постулируется первичная акцепция ЭМИ КВЧ водородными связями молекулы воды (водные биосенсоры), которая обладает сильной поляризационной способностью. Даже слабое воздействие может вызвать перестройку системы, либо, равновероятно, туннельные переходы в цепочке водородных связей. Энергии перехода атома водорода из устойчивого в неустойчивое состояние соответствует квант энергии в КВЧ-диапазоне. Таким образом, под воздействием КВЧ-излучения атомы водорода могут перейти в неустойчивые состояния, а по истечении некоторого времени могут вернуться в устойчивые состояния с обязательным переизлучением квантов энергии в КВЧ-диапазоне. Вода, таким образом, играет роль слабоинтенсивного молекулярного генератора электромагнитных волн в КВЧ-диапазоне. Как следует из работы О. В. Бецкого (1998), молекулы воды могут находиться в неустойчивом состоянии достаточно продолжительное время – порядка нескольких недель. Следовательно, изменение в самой молекуле воды, по данным указанных авторов, является «долгоживущим», и, поэтому вода способна хранить информацию на молекулярном уровне без изменения сетки водородных связей, кластерных и клатратных структур. После выключения КВЧ-генератора водные среды могут переизлучать мм волны в течение достаточно длительного времени, выполняя роль молекулярных КВЧ-генераторов.

Применение обработанной ЭМИ КВЧ воды расширяет возможности КВЧ-терапии, т. к. она успешно используется для обработки раневых поверхностей, для компрессов, лечебных ванн, а также для перорального применения (Бецкий, Лебедева, Посмитный, 2000; Синицкий и др., 2003). В частности, интересные данные получены с использованием напитка «МИЛМЕД», который представляет собой биологически активированную среду, состоящую из сусла и пивных дрожжей, облученных волнами КВЧ (Хауадамова и др., 1997). Показано, что напиток «МИЛМЕД» усиливает специфический иммунный ответ, повышает фагоцитарный индекс у животных, зараженных микобактериями туберкулеза.

Экспериментальные исследования, проведенные на базе рыбного хозяйства, показали, что в облученной мм волнами воде значительно увеличились показатель выживаемости мальков зеркального карпа и вес рыб, выросших из этих мальков (Бецкий, Лебедева, Посмитный, 2000). Эти работы открывают новые области применения низкоинтенсивных ЭМИ КВЧ в фармацевтической промышленности, сельском хозяйстве, рыбном хозяйстве, животноводстве и т. д.

Рассмотрение совокупности приведенных фактов позволило сформулировать гипотезы механизма действия ЭМИ КВЧ, связанного с водой и водными растворами. Так, согласно концепции Ю. И. Хургина с соавторами (1987, 1991), непосредственно с микроволновым излучением взаимодействуют молекулы воды-ротаторы. Через молекулы воды мм волны действуют на рецепторные белки на мембранах клеток. Такое взаимодействие сопровождается усилением обмена молекулами между гидратной оболочкой физиологически активных белков и средой. При воздействии ЭМИ КВЧ происходит увеличение гидратации белковых молекул, вследствие чего повышается активность рецепторных структур и изменяется функциональное состояние клеточных мембран (Хургин и др., 1987). Для белковых молекул существует критическая (триггерная) точка гидратации, когда удерживаемое количество молекул воды на поверхности белка не превышает 1/3 полной гидратной оболочки. При этом под действием КВЧ-излучения формируется функционально активная конформация белковых молекул. Белковые молекулы в функционально активном состоянии на поверхности клеток являются регуляторами физических и химических процессов и нормализуют через белковые рецепторы жизненно важные функции клеток. Таким образом, молекулы-ротаторы являются универсальными неспецифическими медиаторами переноса микроволнового излучения на вход системы первичного физиологического отклика, а рассмотренная модель действия ЭМИ КВЧ на молекулы воды может быть первичным механизмом действия излучения на различные биологические системы.

В соответствии с гипотезой Д. С. Чернавского (1991, 1995), биологический эффект ЭМИ определяется микромассажем микроанатомических структур кожи за счет неравномерного распределения поля и пространственных перемещений локального перегрева. Даже низкоинтенсивные мм волны, поглощаясь в коже, приводят к небольшому, локальному ее нагреванию (на 0,1…1оС). Причем распределение КВЧ-излучения на поверхности кожи неравномерно, имеются области, в которых интенсивность нагрева в несколько раз выше средней («горячие точки» размером 1-2 мм) (Бецкий, Яременко, 1998). Положение этих точек на кожной поверхности изменяется в зависимости от частотной модуляции ЭМИ КВЧ, расположения рупора относительно кожной поверхности, диэлектрических свойств кожи. Движение «горячих точек» относительно различных анатомических структур кожи может быть расценено как микротепловой массаж этих структур. Подобный массаж, конечно, отличается от теплового компресса, характеризующегося равномерным прогреванием (Бецкий, Яременко, 1998), однако, тепловой импульс такой силы и длительности вполне достаточен для возбуждения нервных окончаний (Чернавский, 1995). Кроме того, наличие таких «горячих точек» создает определенные предпосылки для увеличения продукции клетками млекопитающих белков теплового шока (Родштат, 1997), которые помогают переводить в раствор и вновь сворачивать денатурированные или неправильно свернутые белки.

Интересной является гипотеза, развиваемая в работе Д. С. Чернавского с соавт. (1999), в которой сделана попытка соединить в единую концепцию ответ целостного организма на мм волны низкой интенсивности и ряд принципиальных элементов из теории распознавания образов применительно к проблеме нейрокомьютинга. Авторы данной концепции считают, что в организме существует «аутодиагностическая» система, функционирование которой основано на принципе опознавания образов. По мнению Д. С. Чернавского с соавт. (1999), процесс воздействия ЭМИ КВЧ на организм начинается с аутодиагностики и последующей аутотерапии, когда организм начинает вырабатывать лекарственные препараты по данным аутодиагностики. Роль аутодиагностических систем могут выполнять образования спинного (пластины Рекседа) и головного мозга (гиппокамп, первичная зрительная кора), которые осуществляют функции по обработке и распознаванию информации о воздействии внешнего стимула ЭМИ КВЧ. Таким образом осуществляется функция своеобразного нейрокомпьютера, подготавливающего специфическую информацию для запуска в работу систем, регулирующих гомеостаз организма, а ЭМИ КВЧ, влияя на работу этой системы, способствует восстановлению нарушенного гомеостаза (Родштат, Чернавский, Карп, 1999).

Согласно физиологической концепции И. В. Родштата (1985, 1991, 1994, 1998), первичной мишенью ЭМИ КВЧ являются молекулы воды, связанные с белковыми структурами кожного коллагена, через которые осуществляется возбуждение в кожных рецепторах – тельцах Руффини. Далее возбуждаются преганглионарные синаптические нейроны боковых рогов спинного мозга и расположенные в вегетативных ганглиях МИФ (малые интенсивно флуорисцирующие) нейроны. Одновременно происходят процессы биохимической рецепции, т. е. рецепции на уровне отдельных клеток. При этом выбрасываются в кровь и тканевую жидкость биологически активные вещества (биогенные амины, нейропептиды, простагландины, альфа2-макроглобулин). Эти вещества инициируют цепную реакцию, вызывая дальнейшие изменения в организме и формируя лечебный эффект микроволнового излучения.

В последние годы предлагается гипотеза, которая базируется на еще небольшом количестве экспериментальных данных, также связанная с функциональными особенностями коллагена. Коллаген объединяется с молекулами воды в кластерные структуры, которые определяют редкокристаллические особенности соединительной ткани организма (Ho, Knight, 1998; Campbell, Murphy, 1998). Предполагается, что именно эта структура является наиболее удобной для прохождения электромагнитных сигналов по соединительной ткани, как в продольном, так и в поперечном направлениях. Расположение соединительной ткани около нервных структур облегчает трансляцию сигналов также и в нервные волокна, что способствует вовлечению нервной системы в генерализованный ответ организма на электромагнитное воздействие (Гуляр, Лиманский, 2003). Предполагается, что в соответствии с этим подходом система точек акупунктуры, «меридианы» или «каналы» в аспекте восточной медицины, а также ЭМП тела человека и животных принадлежат целостной системе редкокристаллических волокон коллагена, являющейся основой соединительной ткани. С этих позиций меридианы предлагают рассматривать как ориентированные в пространстве волокна коллагена, окруженные молекулами связанной воды, которые являются постоянными проводящими путями для быстрой взаимосвязи всех структур организма, обеспечивая его целостность (Ho, Knight, 1998). По мнению С. О. Гуляра и Ю. П. Лиманского (2003), низкоинтенсивные ЭМИ разного диапазона, изменяя характеристики редкокристаллических волокон коллагена, вызывают флуктуации электрических потенциалов в молекулярных структурах организма, принимают участие в управлении его функциями и обеспечивают поддержку электромагнитного гомеостаза.

В работах Г. И. Овчинниковой, Ю. А. Пирогова и А. Н. Солошенко (2000) разрабатывается сегнетоэлектрическая модель микроволнового воздействия на биологические системы. Последнее возможно при рассмотрении процессов автоматии отдельных тканей организма, т. е. функционирования ионных каналов по типу сегнетоэлектрического фазового перехода.

Ряд авторов приводит экспериментальные доказательства того, что распространение в организме информации, связанной с КВЧ-колебаниями, может осуществляться и через нервную систему. Показано, что как наркоз, так и перерезание нервных волокон снижают влияние волн КВЧ на функционирование организма. По мнению Н. В. Поповиченко (1989), реализация терапевтического эффекта КВЧ-облучения также может осуществляться через вегетативную нервную систему. О возможности гуморальной передачи КВЧ-сигналов (в первую очередь, с клетками крови) указано в работе М. Б. Голанта (1989).

Новые и неожиданные возможности объяснения механизма влияния низкоинтенсивных ЭМИ КВЧ на биологические системы открываются при использовании физического явления, открытого около 20 лет тому назад. Этот физический феномен был назван стохастическим резонансом или стохастической фильтрацией и подробно описан в обзорной работе В. С. Анищенко с соавторами (1999). Этот эффект определяет группу явлений, при которых отклик нелинейной системы на слабый внешний сигнал заметно усиливается с ростом интенсивности шума в системе, причем всегда имеет место максимум эффекта при некотором оптимальном уровне шума. При воздействии периодическим сигналом на стохастические системы, которыми и являются любые живые организмы, имеет место стохастическая синхронизация, т. е. может происходить захват системой частоты внешнего сигнала, и появляется возможность управлять параметрами системы, находящейся в состоянии стохастической нелинейной динамики.

Многочисленные экспериментальные исследования, проведенные с разными физическими объектами, дают основание для принципиального вывода: эффект стохастического резонанса представляет собой фундаментальное, ранее не известное физическое явление, которое проявляется в нелинейных динамических системах и позволяет контролировать основные параметры системы. Необходимо отметить, что стохастический резонанс может наблюдаться и в нединамических или пороговых системах, что представляет особый интерес для биологических систем, которые в полной мере отвечают условиям выполнения стохастического резонанса.

По мнению А. А. Яшина (1999), О. В. Бецкого с соавторами (2002), эффект стохастического резонанса как фундаментальное физическое явление может быть с успехом использован в медико-биологических исследованиях для объяснения высокой чувствительности биологических систем к слабым внешним ЭМП не только в мм, но и в других диапазонах длин волн.

Явление резонансного поглощения КВЧ-излучения в атмосфере легло в основу экологической концепции взаимодействия этого излучения с организмом человека (Гасанов и др., 1988), согласно которой за миллионы лет постоянного воздействия фоновых электромагнитных полей у биологических организмов выработалась к ним естественная адаптационная резистентность. Однако в мм диапазоне интенсивность ЭМИ естественного происхождения достигает локального минимума из-за повышенного поглощения ЭМИ КВЧ молекулами кислорода и электрически полярными молекулами водяного пара атмосферы, что привело к снижению фоновых уровней на этих частотах в сотни и тысячи раз, и не позволило организмам в ходе эволюции адаптироваться к ЭМИ этого диапазона частот (Геращенко, 1997). По мнению авторов гипотезы, именно такие частоты и должны обладать повышенной биологической активностью. Подтверждением этого взгляда явились обнаруженные биологические эффекты ЭМИ КВЧ на частотах молекулярного спектра излучения и поглощения атмосферного кислорода (Киричук и др., 2001). Однако такой подход не может объяснить всех имеющихся данных. С позиций этой концепции остается неясным наличие ряда частот, не совпадающих с частотами поглощения, на которых, однако, также статистически достоверно зарегистрированы физиологические эффекты. Остается также непонятным и наличие частот, обладающих противоположным физиологическим действием. Кроме того, как уже указывалось в предыдущем разделе, по данным С. В. Авакяна (2005) увеличение интенсивности мм излучения в нижней атмосфере Земли прямо коррелирует с солнечной активностью, особенно со вспышками и с геомагнитными бурями.

Таким образом, до сих пор нет единой концепции, объясняющей взаимодействие мм волн с биологическими объектами, поэтому и вопрос о конкретных структурах, воспринимающих ЭМИ КВЧ, в настоящее время остается открытым. Расчетные и экспериментальные данные показывают, что микроволновое излучение не проникает глубоко в организм. В частности, КВЧ-излучение на глубине 0,5-1,5 мм ослабляется в 7,4 раз, поэтому принято считать, что это излучение не проникает глубже нескольких миллиметров, т. е. все процессы, связанные с рецепцией ЭМИ, происходят в коже. Поэтому именно элементы кожи рассматриваются в качестве основных мишеней для миллиметровых волн (Бецкий, Яременко, 1998). Под непосредственное действие излучения попадают поверхностно расположенные кровеносные и лимфатические сосуды, клетки иммунной (кожное депо Т-лимфоцитов) и диффузной нейроэндокринной (ДНЭС, АРUD-система) систем, разнообразные рецепторы (механорецепторы, ноцицепторы и т. д.), нервные окончания, периферические нервы, а также БАТ.

Не исключено, что первичными мишенями ЭМИ КВЧ являются клетки крови. ЭМИ КВЧ влияет на активность лейкоцитов, что показано в экспериментах In Vivo И In Vitro (Мудрик и др., 1995; Субботина и др., 1998; Казакова и др., 1999; Safronova et al., 2002). В частности, мишенью для ЭМИ КВЧ в коже могут быть интраэпидермальные лимфоциты, которые составляют около 10% от всех Т-клеток кожи и локализуются в основном в базальном слое или непосредственно над ним, группируясь преимущественно вокруг посткапиллярных венул (Пивоварова и др., 1991). Данные последних лет указывают на более высокую чувствительность к действию ЭМИ КВЧ популяции Т-лимфоцитов по сравнению с В-лимфоцитами (Лушников и др., 2001). При действии на кожу ЭМИ КВЧ в лимфатических узлах отмечается стимуляция В-клеточной зоны и увеличение популяции лимфоцитов – предшественников плазматических клеток, способных секретировать антитела, т. е. наблюдается стимуляция гуморального иммунитета (Гуревич, 1987). Экспериментально показано наличие на Т-лимфоцитах рецепторов к коллагену, который относят к разряду аутоантигенов (Arencibia, 1989; Ройт, 1991), а, по мнению И. В. Родштата (1991, 1993), С. О. Гуляра и Ю. П. Лиманского (2003), как указывалось выше, именно коллаген является основной мишенью ЭМИ КВЧ. Клетки иммунной системы не только аккумулируют, хранят и переносят информацию, как об адаптивных, так и дезадаптивных процессах, но и обладают высокой физиологической активностью (Кузнецов, 1997).

В результате эффекта прайминга и увеличения функционального статуса лимфоцитов и нейтрофилов, наблюдаемых при воздействии ЭМИ КВЧ, увеличивается интенсивность освобождения ключевых цитокинов из клеток (Чуян, 2004). Цитокины в свою очередь модулируют активность как иммунной, повышая функциональную активность макрофагов и гранулоцитов, так и нейрогуморальной систем.

В ответ на любые стимулы активированные лейкоциты и макрофаги продуцируют, кроме многочисленных факторов белковой природы, неорганические соединения, обладающие высокой реактивностью (Голиков и др., 2003). К таковым относятся, в частности, активные соединения азота, например, NO, который считается одним из наиболее эффективных противовоспалительных медиаторов и компонентов стресс-лимитирующих систем организма (Бондаренко и др., 2001). Интересно, что Ca2+- независимая изоформа фермента NO-синтазы, основного фермента, участвующего в образовании NO путем окисления L-аргинина, легко активируется в клетках при действии цитокинов (Новоселова и др., 2002). Получены данные о роли NO как фактора, ограничивающего активность симпатоадреналовой системы (САС), уменьшающего активацию свободнорадикального окисления и повышающего активность антиоксидантных ферментов при стрессе (Bredt, Snider, 1994; Малышев, Манухина, 1998; Меньшикова и др., 2000; Пшенникова, 2002), опосредующего снижение деформационной способности эритроцитарных мембран (Bateman, 2001). NO легко проходит через мембрану клеток-мишеней, не нуждаясь в рецепторах, оказывает прямое цитостатическое действие, стимулирует бактерицидную активность лейкоцитов и макрофагов, однако, такое действие NO из-за нестабильности молекулы распространяется только на клетки-мишени, расположенные вблизи от синтезирующих его клеток (Проскуряков и др., 2000; Carta et al., 2001; Cernanec et al., 2002). Важной внутриклеточной мишенью NO являются энзимы дыхательной цепи в митохондриях, NO вызывает усиление их активности, в частности, аэробного обмена. Именно такие эффекты (снижение активности САС, деформации эритроцитарных мембран, содержания продуктов перекисного окисления липидов на фоне повышения активности антиоксидантной системы в коре головного мозга, стимуляция аэробного обмена в лимфоцитах и нейтрофилах, увеличение активности бактерицидных систем нейтрофилов) и выявлены в наших предыдущих исследованиях у животных, подвергнутых КВЧ-воздействию (Чуян, 2004). Поэтому антистрессорное действие ЭМИ КВЧ может быть связано с повышением активности системы NO. Доказательством этого являются и данные других авторов. Показано, что молекулярные спектры излучения и поглощения NO находятся в КВЧ-диапазоне. Воздействие ЭМИ КВЧ на частотах этих спектров (150,176 – 150,644 ГГц) оказывало значительное влияние на функциональную активность тромбоцитов и эритроцитов крови (Киричук и др., 2002, 2003). После 10-кратного воздействия мм излучения (λ = 7,1 мм; ППМ = 0,5 мкВт/см2) в эритроцитах, макрофагах у экспериментальных животных (Новоселова и др., 2002) и женщин, больных хроническими воспалительными гинекологическими заболеваниями (Тарадий и др., 2003) обнаружены значительное возрастание продукции NO и активация окислительного NO-синтазного метаболического пути. Следовательно, воздействие ЭМИ КВЧ-диапазона, возможно, является естественным физиологическим регулятором активности эндогенного NO в физиологических системах организма и/или увеличения его продукции в клетках вследствие активации NO-синтазы.

Большое количество экспериментальных данных свидетельствует и о высокой чувствительности к ЭМИ КВЧ тромбоцитов (Каладзе и др., 1999; Логинов и др., 2001) и эритроцитов крови (Лукьянов, 1989; Ильина и др., 1991; Кузнецова, 1991; Логинов и др., 1999; Киричук и др., 2003). Наши исследования (Чуян, 2004), в которых показана способность ЭМИ КВЧ препятствовать стресс-индуцированным деформационным изменениям эритроцитов, служат подтверждением литературных данных.

Существует мнение, что тромбоциты являются высокореактивными, возбудимыми клетками, напоминающими по некоторым свойствам нервные клетки (Федоров, 1991), а, поскольку нейроны участвуют в информационном взаимодействии, можно предположить, что именно обладающие повышенной чувствительностью тромбоциты определяют отклик организма на информационное воздействие электромагнитных факторов (Каладзе и др., 1999; Логинов и др., 2001).

Роль первичных мишеней ЭМИ КВЧ могут выполнять мембраны клеток, попадающие под действие ЭМИ и преобразующие внешние электромагнитные колебания в управляющие сигналы (Девятков и др., 1991; Ильина, 1991; Пивоварова и др., 1991; Рубин и др., 1991; Логинов и др., 1999; Гапеев, Черемис, 2000 и др.). Первичной молекулярной мишенью ЭМИ при этом являются рецепторные белки, локализованные на мембране (Диденко и др., 1983; Чернавский и др., 1989; Девятков и др., 1991; Бецкий, Яременко, 1998). Возможность возбуждения колебаний в белковых молекулах электромагнитным сигналом определяется тем, что электрический заряд в составе белковых молекул распределен неравномерно, благодаря чему эти молекулы обладают значительными дипольными моментами (Rappoport, 1964). В соответствии с развитой в исследованиях К. С. Chou (1984) моделью биомакромолекул, КВЧ-излучение на разных частотах взаимодействует с разными их участками. Особенно эффективное взаимодействие ЭМИ КВЧ с белковыми молекулами должно иметь место вблизи мембран, где КВЧ-волны замедлены и длины их сравнимы с акустическими, длина которых соизмерима с размерами белковой молекулы. При воздействии КВЧ-сигнала белковые молекулы стягиваются к поверхности мембраны, причем характер процесса стягивания к внутренней поверхности мембраны аналогичен характеру стягивания молекул к ее внешней поверхности. В результате на поверхности мембран могут образовываться информационные структуры.

Воспринимающей структурой ЭМИ КВЧ могут быть и ДНК ядра клетки, поскольку показано смещение резонансных частот излучения при изменении длины генома клеток Е. соLi (Belyaev et al., 1993).

Клетки ДНЭС, частью которой является APUD-система (amine precursor uptake and decarboxylation) (Pearse, 1977), попадая под непосредственное действие излучения, также могут вносить свой вклад в реализацию эффектов ЭМИ КВЧ на уровне организма. Элементы APUD-системы располагаются во всех жизненно важных органах и синтезируют высокоактивные химические вещества (Кветной, 1987, 1999). В клинических и экспериментальных исследованиях зарегистрирован быстрый ответ со стороны показателей ДНЭС уже после первого воздействия ЭМИ КВЧ (Чаяло и др., 2002). Элементами этой системы являются, в частности, тучные клетки кожи, дегрануляция которых наступает под действием ЭМИ КВЧ (Хижняк, 1991). Значительный выброс секрета из тучных клеток оказывает действие на многочисленные нервные окончания и может быть причиной формирования ответа всего организма на действие ЭМИ КВЧ (Струсов и др., 1995; Попов и др., 2001).

Рецепция ЭМИ КВЧ может осуществляться микроциркуляторной системой кожи, которая располагается на глубине около 150 мкм (Бецкий, 1995). Температурный порог расширения кожных сосудов довольно низок и составляет всего 0,06оС (Родштат, 1998), т. е. находится в границах нагрева тканей, обусловленного действием ЭМИ КВЧ. Роль кровеносных капилляров в реализации биологических эффектов сводится к резонансному поглощению в них мм волн и изменению динамики протекания жидкости при одновременном уменьшении силы сцепления (адгезии) жидкости с внутренней стенкой капилляра (Беляков, 1987; Бецкий, 1995; Бецкий, Яременко, 1998). Таким образом, сосуды кожи вполне доступны для непосредственного воздействия ЭМИ КВЧ.

В. Н. Воронков и Е. П. Хижняк (1991) гистологическими методами показали, что облучение кожи экспериментальных животных (52 ГГц; ППМ 50 мВт/см2) в течение 15 мин вызывает расширение капилляров кожи, диапедез эритроцитов в экстравазальное пространство, дегрануляцию тучных клеток. Однако в данной работе обращает на себя внимание значительный уровень мощности используемого ЭМИ, что обусловливает характерную гистологическую картину. По-видимому, биологические эффекты низкоинтенсивного ЭМИ могут быть обусловлены и/или другими закономерностями. В более поздних исследованиях теми же исследователями (Воронков и др., 1997) также зарегистрированы ультраструктурные изменения кожи экспериментальных животных под влиянием ЭМИ КВЧ (42,253 ГГц, ППМ от 100 мкВт/ см2 до 50 мВт/см2). Локальные изменения в коже, происходящие под влиянием ЭМИ КВЧ, по мнению авторов, усиливают синтез или выделение биологически активных веществ в клетках кожи и тем самым вызывают эффекты КВЧ-излучения на уровне всего организма.

Первичными сенсорами ЭМИ КВЧ могут являться болевые рецепторы (ноцицепторы) и механорецепторы (Лебедева, 1992; Котровская, 1996; Алексеев и др., 1997; Pachomov et al., 1997; Лебедева, 1999). Многие исследователи делают вывод о том, что интенсивности ЭМИ КВЧ, используемые в терапии, достаточны для активации рецепторов (механо-, термо — и болевых рецепторов) и других нервных окончаний и периферических волокон, расположенных в коже (Алексеев и др., 1997; Pachomov et al., 1997; Лебедева, 1999).

Кроме того, гистологическими методами выявлена массивная дегрануляция мастоцитов в участках действия ЭМИ КВЧ. По мнению авторов исследования, полученные данные свидетельствуют о том, что ЭМИ КВЧ, усиливая дегрануляцию мастоцитов, способствуют выделению из них биологически активных веществ, которые паракринно изменяют чувствительность периферических нервных структур.

Одной из концепций механизмов воздействия ЭМП на биологические организмы является идея гипотетических магниторецепторов. Убедительным аргументом в пользу этой концепции считалось обнаружение магнетитов у некоторых биологических объектов, располагающихся в различных частях тела: у голубя – в передней части черепа, у пчелы – в брюшной полости, у моллюсков – в области челюстей. Найдены ферромагнетики и в головном мозге дельфинов (Zolger et al., 1981). В ряде исследований были обнаружены магниторецепторы и у человека в области прилежания головного мозга к клиновидной кости, а также в области надпочечников (Kirshving et al., 1989). Однако наличие у человека магниторецепторов не доказано, а если они и существуют, то, вероятно, являются рудиментарными. Вместе с тем существует гипотеза Ю. П. Лиманского (1990; 1996), что точки акупунктуры у человека и животных являются рецепторными структурами (электромагниторецепторами), для которых адекватными стимулами могут быть изменения напряженности ЭМП вокруг организма. Так, установлено, что размеры БАТ и их электрические параметры меняются во время сна, при заболеваниях, резких изменениях погоды, воздействии механических, температурных и других раздражителей. Например, в экстремальных ситуациях диаметр БАТ увеличивается и может составлять 1 см и больше (Бецкий, Яременко, 1998). Кроме того, современными анатомо-морфологическими исследованиями кожи в области БАТ выявлено присутствие в них сосудов микроциркуляторного русла, инкапсулированных миелинизированных нервных окончаний, большого количества тучных клеток (Вержбицкая, 1988), т. е. структур, способных воспринимать ЭМИ КВЧ. Воспринятые точками акупунктуры сигналы о колебаниях электромагнитных потоков в окружающей среде трансформируются в электрические импульсы, которые по чувствительным волокнам соматосенсорной системы поступают в ствол мозга и гипоталамус. При этом возникают сенсорные ощущения, компенсаторные реакции, терапевтические эффекты, характерные для ЭМИ КВЧ (Лиманский, Тамарова, 1998).

По мнению В. И. Афромеева с соавт. (1998), естественными каналами для введения ЭМИ КВЧ в организм являются рефлексогенные зоны, например, зоны Захарьина-Геда (области кожной поверхности с повышенной чувствительностью, в которых отмечается высокая концентрация БАТ). В этих зонах часто возникают болевые ощущения при заболеваниях внутренних органов, поэтому их называют «зонами отраженных болей» (Мачерет, Самосюк, 1989). Из классической акупунктуры следует, что оптимальная глубина введения игл при иглорефлексотерапии составляет 0,3¸0,5 см, что соответствует глубине проникновения ЭМИ КВЧ в БАТ (Кивва, Колбун, 1996).

Таким образом, вопрос о наличии в живых системах сенсора крайне высоких частот остается открытым, кроме того, как мы попытались показать на большом количестве литературных данных, таких сенсоров может быть, по крайней мере, несколько. В настоящее время у человека не обнаружено специфического рецепторного аппарата для восприятия мм волн. Эту функцию принимают на себя структуры, адекватно отвечающие на воздействие других внешний раздражителей (Бецкий, Яременко, 1998). Нам представляется, что рецепцию ЭМИ КВЧ могут осуществлять многие образования, локализованные в коже, а кожа выполняет функцию распределенного рецептора излучения. Вероятно, первичные физиологические мишени, «входные ворота», в значительной степени и определяют участие соответствующих систем в реализации биологических и терапевтических эффектов мм излучения. ЭМИ КВЧ при воздействии на клетки иммунной и эндокринной систем, кровеносные и лимфатические сосуды, тучные клетки, а также нервные окончания и периферические нервы кожи может запускать цепочку процессов, приводящих к значительному стимулированию нервной, эндокринной и иммунной систем и опосредованно влиять на все системы организма. Таким образом, в реакцию на мм воздействие вовлекается целый организм. Особенности этой реакции определяются биотропными параметрами мм стимула (длиной волны; формой сигнала, т. е. наличием или отсутствием амплитудной и частотной модуляции; локализацией и экспозицией), а также функциональным состоянием организма.

Множественность первичных механизмов действия ЭМИ КВЧ на живые объекты приводит к выводу о том, что независимо от природы сенсора, действие ЭМИ можно рассматривать на уровне систем внутриклеточной регуляции. Действительно, пути трансдукции внутриклеточных сигналов в живых системах, являющихся открытыми и нелинейными, могут оказаться чувствительными к воздействию слабых ЭМИ (Kaiser, 1996).

В связи с вышесказанным, становится понятным, что спектр эффектов ЭМИ КВЧ, обнаруженных различными исследователями на биологических объектах разного уровня организации, очень широк, а вопрос о механизмах действия и первичных мишенях микроволнового излучения остается нерешенным. Однако трудно себе представить, чтобы для всего многообразия изменений, наблюдаемых при облучении различных организмов, механизм их реализации был общим, поэтому ЭМИ КВЧ следует отнести к неспецифическому виду раздражителей. В то же время, исходя из изложенных концепций, можно сделать следующий вывод: механизм воздействия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ на биологические объекты носит многофакторный (комплексный) характер. Несмотря на большое количество гипотез о механизмах действия ЭМИ КВЧ, ключевой идеей, хотя и не лишенной дискуссионности, является возможность с помощью низкоинтенсиного ЭМИ мм-диапазона коррекции, восстановления и поддержания в мембране клеток собственных акустоэлектрических колебаний (колебаний Фрёлиха) по механизму синхронизации. Все рассмотренные концепции в той или иной мере дополняют, уточняют или сопровождают именно эту ключевую идею, приписывающую наблюдаемые закономерности действия ЭМИ КВЧ информационной функции. Вода, которая играет важную роль в восприятии ЭМИ КВЧ, обладает способностью аккумулировать энергию внешнего воздействия в кластерной структуре. После достижения некоторого критического значения происходит разрушение кластерной структуры и лавиноообразное освобождение энергии, которая может переходить в другие виды энергии, характерные для той или иной системы (Лошицкий, 2002), в частности, акустоэлектрические колебания биологических мембран. Идентичность резонансных спектров воды и тканей организма указывает на единую природу взаимодействия мм волн с этими средами, а резонансное взаимодействие водных и биосред может представлять естественный внутренний источник КВЧ-волн (Smith, 1995; Бецкий, 1995; Петросян и др., 2000). Кроме того, с точки зрения первичного механизма ЭМИ КВЧ не является чем-либо особенным по сравнению с другими видами воздействий. Изменения в воде и клеточных мембранах возникают под действием химических веществ, электрических и магнитных полей, других факторов, в связи с чем, вода и мембраны являются универсальными рецепторами различных воздействий (в том числе и гомеопатических) в широком диапазоне интенсивностей (Каладзе и др., 2000; Лошицкий, 2002), а уникальность ЭМИ КВЧ связана с областью их применения – высокоорганизованными биологическими системами.

Автор —  Джелдубаева Эльвиза Рашидовна

Метки: