Одной из фундаментальных проблем современного естествознания является поиск биофизических механизмов влияния на биологические объекты и биосферу в целом природных электромагнитных полей (ЭМП), связанных с гелиогеофизическими вариациями. По мнению А. С. Пресмана (1968), в пространственной и временной (синхронизации ритмов) самоорганизации живой природы основополагающую роль играют ЭМП среды обитания как носитель управляющих сигналов. Причем важнейшую роль в этих процессах играют ЭМП фонового (реликтового) происхождения. В настоящее время доказано, что с гелиогеофизическими параметрами коррелируют различные функциональные показатели организма, цикличность эпидемий и смертности (Владимирский и др., 1995; Бреус и др., 2003). На роль действующего на биосистемы фактора космической погоды выдвигали инфразвуковые колебания атмосферы (Габович, Санова, 1977; Поляков, Сазеева, 1992), концентрации радона (Шемьи-Заде, 1978), нейтронов в приземном слое (Kerr, McElroy, 1993), магнитных полей cверхнизких частот (Темурьянц и др., 1992) и т. д. Следует подчеркнуть, что до настоящего времени мониторинг вариаций и спектрального состава природных ЭМП практически отсутствует. Вместе с тем, в исследованиях С. В. Авакяна (2005) на основе анализа пространственно-временных характеристик нескольких тысяч геомагнитных всплесков обнаружено, что частота и сила возрастания мощности радиоизлучения ионосферы коррелируют с изменением площади солнечных пятен, особенно с продолжительными хромосферными рентгеновскими вспышками на Солнце и полярными сияниями, включая периоды рекуррентных возрастаний солнечной активности (СА). В работе Г. Дюшоссуа (1986) показано наличие у ионосферы и верхней атмосферы Земли микроволнового излучения, при этом все это излучение (начиная с длины волны λ ≈ 0,8 мм и более) свободно проникает в нижнюю атмосферу до земной поверхности. Увеличение интенсивности микроволнового излучения (существенное превышение над фоном) прямо коррелирует как с СА, особенно со вспышками, так и с геомагнитными бурями. В связи с этим необходимо отметить, что в соответствие с новейшими радиофизическими измерениями в астрономии максимум реликтового ЭМИ приходится на мм диапазон длин волн (Бецкий, 2004). Это обстоятельство может быть решающим в проявлении биологической эффективности микроволнового излучения.
В предыдущих разделах монографии были изложены доказательства того, что при воздействии ЭМИ КВЧ на животных изменяется исходная временная организация болевой чувствительности животных в ультра-, цирка — и инфрадианном диапазонах, однако эти эксперименты проводились на фоне постоянного ЭМП Земли, в связи с чем естественно предположить, что зарегистрированные биологические эффекты ЭМИ КВЧ могут быть вызваны воздействием комбинированного ЭМИ естественного и искусственного происхождения. При этом связи ритмических процессов болевой чувствительности животных с гелиогеофизическими факторами (ГГФ) при воздействии ЭМИ КВЧ не изучены.
В связи с этим задачей настоящего исследования явилось выявление закономерностей связи многодневной динамики болевой чувствительности животных с вариациями ГГФ и изменение этой связи при воздействии искусственного ЭМИ КВЧ.
Для реализации поставленной задачи был проведен сравнительный анализ динамики БП (в вольтах) у крыс, подвергнутых изолированному (ТЭС) и комбинированному с воздействием низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ (КВЧ+ТЭС) действию болевого фактора в тесте электростимуляции в течение 40 суток со значениями Ар-индекса геомагнитной активности (ГМА) и индексом «числа Вольфа» (W) СА.
Как показали результаты косинор-анализа, в спектрах инфрадианной ритмики БП (ИРБП) в ТЭС животных и инфрадианной ритмики гелиогеофизических индексов (ИРГИ) за время проведения эксперимента наблюдалось значительное количество совпадающих или близких периодов: ≈3d,5; ≈5d,0; ≈7d,0; ≈9d,0; ≈11d,0 и ≈22d,0. Полученные данные согласуются с результатами исследований других авторов (Владимирский и др., 1995; Бреус и др., 2003) и являются подтверждением того, что к внешним синхронизаторам биологических ритмов можно отнести гелиогеомагнитные ритмы, имеющие разные периоды: собственного вращения Солнца и орбитального вращения Луны (около 28 дней), гармоник и субгармоник геомагнитного поля (около 3,5; 7,0 и 14,0 дней). Эти ритмы природных ЭМП сыграли, по-видимому, важную роль в формировании инфрадианной ритмики физиологических показателей живых организмов и интегрировались в эндогенную ритмику биологических систем (Halberg, 1991). Так, например, ритмы обострения ряда заболеваний, отторжения трансплантантов после операций по пересадке органов и тканей имеют периоды около 7, 14, 28 дней (Владимирский и др., 1995; Бреус и др., 2003).
Динамики БП у крыс, подвергнутых изолированному (ТЭС) и комбинированному с КВЧ-воздействием (КВЧ+ТЭС) действию болевого фактора и индексов ГМА и СА имели определенную степень сходства (рис. 6.18, 6.19). При этом наблюдается более выраженное сходство ритмики нормализованного Ар-индекса (показателя ГМА) с ритмикой БП у крыс, подвергнутых только действию болевого стресса.
Рис. 6.18. Динамики величины болевого порога (в вольтах) у животных, подвергнутых изолированному (ТЭС) и комбинированному с воздействием ЭМИ КВЧ (КВЧ+ТЭС) действию болевого фактора в тесте электростимуляции и геомагнитной активности (нормализованный Ар-индекс) в течение 40 суток наблюдения.
Рис. 6.19. Динамики величины болевого порога (в вольтах) у животных, подвергнутых изолированному (ТЭС) и комбинированному с воздействием ЭМИ КВЧ (КВЧ+ТЭС) действию болевого фактора в тесте электростимуляции и солнечной активностью (нормализованный индекс «числа Вольфа»(W)) в течение 40 суток наблюдения.
Кросскорреляционный анализ подтвердил эти результаты (рис. 6.20 – А). При этом значимая положительная корреляция (r=0,36, р<0,024) наблюдалась при отсутствии смещения динамики БП у животных контрольной группы (ТЭС) относительно ГМА. В группе животных, подвергнутых предварительному воздействию ЭМИ КВЧ, значимых корреляций БП с Ар-индексом не выявлено (рис. 6.20 – Б).
При сопоставлении динамики БП у животных исследуемых групп с индексом СА (W), смещенного на 2 суток отмечалось наибольшее сходство такового с ритмической составляющей болевой чувствительности у крыс, подвергнутых изолированному действию болевого фактора (рис. 6.19). Эти данные подтверждаются кросскорреляционным анализом (рис. 6.21): значимая положительная связь индекса СА с динамикой БП у животных контрольной группы (ТЭС) выявлена при запаздывании БП на 2-3 суток относительно динамики индекса W (r = 0,41 р<0,012); отрицательная корреляция (r = 0,45 р<0,05) при опережении динамики БП на 7-8 суток относительно индекса СА (рис. 6.21 – А). При этом у животных, подвергнутых изолированному действию ЭМИ КВЧ и болевому стрессу значимых корреляционных связей БП с индексом W не зарегистрировано (рис. 6.21 – Б).
Таким образом, на фоне спокойной геомагнитной обстановки (среднее значение Ар-индекса 7,6) и при низкой СА (среднее значение «чисел Вольфа» 18,9) существует достоверная корреляционная связь БП с ГМА (Ар-индексом) «день в день», а с СА (W) – с запаздыванием БП относительно СА на 2-3 суток и опережением на 6-8 суток у животных контрольной группы, подвергнутых изолированному действию болевого стресса. К сожалению, без дополнительных экспериментов нельзя ответить на вопрос о том, какие факторы вбольшей степени влияют на физиологические показатели организма – крайненизкочастотные ЭМП, связанные с ГМА или ЭМП широкого спектра, связанные с СА, поскольку различные физиологические системы могут реагировать на действие физического фактора с различным временем запаздывания. При воздействии искусственного ЭМИ КВЧ увеличивается толерантность организма к болевому фактору, одновременно уменьшается величина связи БП с СА и ГМА.
Следовательно, результаты исследования свидетельствуют о том, что организм обладает способностью реагировать на ритмические вариации природного ЭМП. При этом воздействие ЭМИ КВЧ не просто изменяет временную организацию физиологических процессов, но и модифицирует влияние ГГФ на характеристики болевой чувствительности. Поэтому, вероятно, целесообразно применения ЭМИ КВЧ для снятия неблагоприятных симптомов действия вариаций ГГФ на организм.
|
|
|
Рис. 6.20. Кросскорреляционный анализ динамики болевого порога у животных, подвергнутых изолированному (ТЭС) (А) и комбинированному с воздействием ЭМИ КВЧ (КВЧ+ТЭС) (Б) действию болевого фактора в тесте электростимуляции с геомагнитной активностью (нормализованный Ар-индекс). По осям ординат – коэффициент линейной корреляции (КК).
|
|
Рис. 6.21. Кросскорреляционный анализ динамики болевого порога у животных, подвергнутых изолированному (ТЭС) (А) и комбинированному с воздействием низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высокой частоты (КВЧ+ТЭС) (Б) действию болевого фактора в тесте электростимуляции и солнечной активности (нормализованный индекс «числа Вольфа»(W)).
Автор — Джелдубаева Эльвиза Рашидовна