Корзина
11 отзывов
Рудус ООО
+380
68
914-55-36
+380
56
716-75-39

Биотропность естественных и искусственно созданных электромагнитных полей (ЭМП).часть 1я

Биотропность естественных и искусственно созданных электромагнитных полей (ЭМП), заболеваемость и смертность людей, вопросы трудоспособности человека на его рабочем месте, в местах его проживания и отдыха.

14.08.16

1. ПРОБЛЕМА.

Биотропность естественных и искусственно созданных электромагнитных полей (ЭМП), заболеваемость и смертность людей, вопросы трудоспособности человека на его рабочем месте, в местах его проживания и отдыха.

  Последние годы убедительно показали, что научно-технический прогресс приводит к существенному изменению внешней Среды. Человек все более интенсивно создает искусственную жизненную среду, которая позволяет благоустроить его труд и быт, и, часто, развитие этой искусственной среды входит в противоречие с биологическими и психическими особенностями организма, сформировавшегося на протяжении тысячелетней его эволюции. Человек воздействует на природу в глобальных масштабах, поэтому ее изменения носят многоплановый, сложный характер: социальные, физические, химические, биологические факторы. При этом ряд факторов окружающей среды оказывает прямое или косвенное воздействие на здоровье или благополучие всего населения, иногда независимо от социально-экономических условий, но обычно во взаимодействии с ними. Отсутствие надлежащего контроля за этим процессом может повлечь за собой неблагоприятные экологические и генетические последствия, нанести жизни серьезный и (во многих случаях) непоправимый ущерб. В связи с этим важное значение имеет определение характера  вредоносности фактора окружающей среды. Однозначную оценку этому дать невозможно из-за сложности взаимодействия между неблагоприятными факторами и здоровьем человека, а также вследствие недостатка знаний о многих действующих факторах, среди которых в настоящее время особое значение приобрели такие физические факторы как электрические и ЭМП.

   В настоящее время уже стало широко известно, что ЭМП являются самыми распространенными раздражителями, влияющими на живые организмы. С ними человек сталкивается на производстве, в населенных пунктах, учреждениях и даже дома. Источники ЭМП многочисленны, интенсивность их постоянно повышается, а воздействие на здоровье многосторонне. Воздействуя на человека, ЭМП могут усугублять сердечно-сосудистые, неврологические и психические заболевания или служить фактором, способствующим возникновению заболеваний сложной этиологии.

   Размеры и распространенность "загрязнения" окружающей среды электромагнитной энергией достигли существенных величин. С каждым годом во всех странах мира возрастают энергомощности. Дальнейший научно-технический прогресс и урбанизация приводят к повышению напряженности ЭМП. Следовательно, актуальность вопроса о возможности неблагоприятного влияния слабых ЭМП на человека в условиях населенных мест все возрастает.

    Имеющиеся отечественные и зарубежные материалы о влиянии электрических зарядов, естественных и искусственных электрических, магнитных и ЭМП на биологические системы свидетельствует о чрезвычайной актуальности, научной и практической значимости исследований в области гелиомагнитобиологии. Количество публикуемых работ и проводимых научных конференций по проблеме биологического действия ЭМП и механизмам их влияния на организм непрерывно увеличивается. Вопросы ограничения неблагоприятного влияния ЭМП являются предметом обсуждения многих ученых мира. В последние годы по этой проблеме появился ряд обобщающих работ (см. ПЕРЕЧЕНЬ прилагаемой литературы), однако она не может считаться исчерпанной. Решение фундаментальных задач в этой области затруднено отсутствием подробного анализа основных антропогенных источников электромагнитного окружения, закономерностей распределения естественных и искусственных ЭМП в среде обитания человека, недостатком надежных и недорогих средств их измерения и контроля, что существенно сужает проведение более интенсивно-массового изучения характера, степени и основных закономерностей влияния ЭМП на различные уровни организации биосистем, пределы и возможности компенсаторно-приспособительных реакций организмов на это воздействие, достоверного определения экологического значения ЭМП, их роли в патологии населения, прогнозирования состояния здоровья людей.

  До сих пор проблемой первоочередной важности является разработка новых и уточнение уже существующих нормативов ЭМП. Гигиеническое нормирование, основанное на проведении комплексных исследований перечисленных выше задач, должно  учитывать количественные,  качественные и пространственно-временные характеристики фактора. Дальнейшая модернизация существующих мер и технических средств, обеспечивающих защиту от вредного воздействия ЭМП, должна напрямую зависеть от гигиенических, градостроительных и технико-экономических норм и требований. А  проведение мониторинга окружающей среды при помощи специальных приборов позволит точно фиксировать и нормировать наличие вредных искусственно создаваемых электромагнитных излучений (ЭМИ).

   Целью настоящей работы является, на фоне того, что уже сделано и делается в рамках этой проблемы коллективами отечественных ученых, сделать показ, анализ и популяризацию тех работ и исследований, которые проводились и проводятся с начала 90-х годов различными группами и коллективами сотрудников ИЗМИРАН. При этом, особый упор автора, многие годы занимающегося созданием геофизических приборов для различных целей, сделан на анализ тех возможностей, той, пока еще не видимой некоторыми нашими руководителями, перспективы, тех задач и той “ниши” в перечисленных научных проблемах и задачах, которую могут занять и уже заняли по праву магнитометрические приборы, традиционно создаваемые на протяжении многих лет в ИЗМИРАНе. 

 

2. Проведенные научные исследования.

  В течение нескольких десятилетий продолжают изучаться гелио-геофизические факторы и их воздействие на живые организмы, в том числе и на человека. Накопленные к настоящему времени факты свидетельствуют о фундаментальной роли естественных физических полей в происхождении и эволюции Вселенной. Возникновение и возможность существования звездно-планетных систем, галактик определяются, прежде всего,  гравитационными и магнитными полями, - это подтверждается тем фактом, что материя Вселенной примерно на 98% имеет “полевой” состав и лишь 2% приходится на “вещественный”. При этом важнейшая роль в гелиобиологических эффектах принадлежит геомагнитному полю (ГМП), его колебаниям.

    В настоящее время во многих научных центрах проводятся исследования, посвященные проблеме влияния естественных и искусственно созданных ЭМП на растительный и животный мир, ведутся работы по созданию необходимых уникальных приборов для их проведения. Имеются положительные результаты исследований, полученные как методами статистического анализа, так и экспериментальные результаты, полученные в клинических и лабораторных условиях.

   Так как электромагнитные возмущения (ЭМВ) в околоземном пространстве генерируются за счет энергии, поступающей от Солнца, то для изучения этого влияния используются различные параметры, характеризующие активность Солнца. Различают прямые и косвенные (опосредствованные) пути воздействия Солнца на живые организмы и человека. Солнечные заряженные частицы (солнечный ветер) “деформируют” магнитосферу Земли, вызывая тем самым изменение (колебание) ее магнитного поля. Колебания магнитного поля Земли (МПЗ) действуют на организм человека, на животных, на растения. Сейчас уже достоверно установлено, что фактор риска для людей, подверженных сердечно-сосудистым  заболеваниям, испытывает вариации, согласованные с изменением цикла солнечной активности. Согласно статистики, фактор риска минимален в годы минимума солнечной  активности и достигает максимума для периодов ее подъема или спада. Наиболее сильные магнитные бури (МБ) и магнитосферные возмущения (МВ) тоже приходятся на период роста и спада солнечной активности.

   Существует достаточно много работ, в которых отмечаются совпадения между МБ и следующими биологическими процессами: кровяное давление, число лейкоцитов в крови человека, число обострений заболеваний сердечно-сосудистой и нервной систем, число самоубийств и автодорожных происшествий [Ю.Г.Мизун, Я.Ф. Ашкалиев и соавт., Е.Д.Рождественская, Ю.А.Холодов и др.], число серьезных аварийных ситуаций [Г.С.Иванов-Холодный и соавт., В.Г. Сидякин и соавт.] и авиакатастроф[Ю.П.Сизов и соавт.], двигательная активность животных, насекомых и рыб [В.В. Александров и соавт., Ю.Н.Ачкасова и соавт., А.М.Волынский и соавт., И.А. Степанюк и др.], развитие клеточных структур и потребление кис-лорода растениями [И.П.Ананьев и соавт., Н.И. Богатина и соавт., В.И.Данилов и соавт., Ю.И.Новицкий и др.]. Особенно большое внимание уделяется влиянию солнечной активности на изменения сердечно-сосудистой деятельности (частота инфарктов, гипертонических кризов и т.п.). Инициатороми такого рода исследований в нашей стране выступили М.Н.Гневышев и Г.М.Данишевский. Так, М.Н.Гневышев, объясняя пик смертности при сердечно-сосудистой патологии в первые сутки после начала МБ, считал, что это является стрессовой реакцией организма больного человека на изменение электромагнитной обстановки, связанной с изменением солнечной активности. В.Я.Юраж еще в 1965г. писал о том, что осложнения в течении сердечно-сосудистых заболеваний увеличиваются в  периоды повышения напряженности МПЗ. В дни выраженных МБ сосудистые катастрофы у больных атеросклерозом и  гипертонической болезнью всех стадий наблюдались значительно чаще, чем в спокойные в геомагнитном отношении дни [В.Ф.Русяев]. Обнаружено, что во время МБ возрастает число инфарктов миокарда (ИМ) и инсультов [Б.А.Рывкин], а "серийные убийства" [Е.Н.Авдонина и соавт.] чаще совершаются в дни резкого снижения геомагнитной активности. Т.И.Андронова с соавт. в своих исследованиях убедительно показали, что из естественных факторов внешней среды наибольшее влияние на физиологические функции человека оказывают изменения напряженности МПЗ.

      Работая в гелиобиологической лаборатории СО ИЗМИРАН и ведя непрерывные наблюдения с 1949г., А.Т.Платоноваустановила, что свертываемость крови человека изменяется в связи с солнечной активностью. Эти изменения не однозначны у всех людей, и в годы максимума солнечной активности учащаются как тромбозы, так и  кровотечения.Н.А.Шульц, изучая соотношения между солнечной активностью и числом лейкоцитов в крови людей, установил, что с повышением активности число лейкоцитов снижается и особенно ярко этот эффект выявляется в полярных широтах. Детальный анализ солнечно-суточных геомагнитных вариаций в полярных областях, связанный со сменой знака полярности межпланетного магнитного поля (ММП), с медико-биологическими показателями привел в 1975 г. к открытиюС.М.Мансуровым “биогеомагнитного эффекта”. В соответствии с биомагнитной гипотезой С.М.Мансурова отклик медико-биологических показателей на секторную структуру ММП в окресностях Земли обусловлен изменением режима квазипериодических геомагнитных пульсаций, которые  синхронизируют биологические ритмы организмов. Подтверждению этой гипотезы служат результаты многочисленных экспериментальных исследований в гипомагнитных условиях, которые свидетельствуют о биотропности электромагнитных пульсаций. Так, например, В.А.Троицкая и соавт. считают, что на биосферу влияет изменение спектрального состава магнитного поля (при этом не исключается возможность резонансного воздействия участков спектра на биоритмы), а также скорость (крутизна) изменения магнитного поля во времени.

    Хотя магнитное поле даже значительной интенсивности чаще всего вызывает слабые и неспецифические физиологические реакции организма, эти реакции могут различаться даже качественно в зависимости от интенсивности магнитного поля. Резкие изменения в характере реакции связаны с переходом от реакций, обусловленных магниточувствительностью, к реакциям, обусловленным магнитопоражаемостью, то есть вовлечением адаптационных (приспособительных) механизмов. Первая фаза реакции обычно характеризуется усилением физиологических процессов, авторая - их торможением.

   Как и другие физические факторы, магнитное поле обладает последействием. Здесь следует отметить наличие своеобразной реакции нервной системы на выключение электромагнита,- так называемый офф-эффект. Возможно, наличие такой реакции может объяснить более выраженное биологическое действие переменных полей в сравнении с постоянными магнитными полями. Было установлено, что при кратковременных воздействиях магнитными полями не слишком большой интенсивности реакции носят непостоянный характер [И.В.Торопцев и соавт., Ю.А.Холодов и др.], то есть не каждое воздействие вызывает реакцию. Это свидетельствует и об относительной слабости воздействия и о зависимости реакции от колебаний чувствительности отдельного организма. Рекордные значения зафиксированных биологических эффектов от воздействия переменных ЭМП сформулированы в монографии Н.А.Темурьянц с соавт.  Экспериментально обнаружено, что организмы чувствительны к внешним ЭМП низкой и сверхнизкой частоты при напряженностях электрического и магнитного полей порядка 0,1 В/м и 0,1 нТл соответственно. Существует значительное количество данных, говорящих об индивидуальных различиях в реакциях на магнитные поля. Эти различия зависят от возраста организма и более четко выражены для особей юного и преклонного возраста. Особенно чувствителен организм к воздействию ЭМП в период эмбрионального развития. Замечено, что при прочих равных условиях биологический эффект ЭМП, как правило, лучше выражен при его воздействии на организм с какой-либо патологией.

    Известно, что все процессы в живом организме связаны также с электрическими явлениями и электрическая активность -  неотъемлемое фундаментальное свойство живой материи. Например, академик В.П. Казначеев считает, что функционирующая клетка служит источником и носителем сложного ЭМП, структура которого, порождаемая биохимическими процессами, постоянно управляет всей метаболической деятельностью клетки. В таком понимании, с одной стороны, клетка - сложный биохимический комплекс, с другой - ЭМП, то есть клетка это поле, порожденное обменом веществ, и обмен, порожденный полем. В своих экспериментах  А.К. Подшибякин, измеряя во время МБ величины электрических потенциалов кожи человека, показал, что они или усиливались, или появлялись асимметрии в их распределении на коже. При этом не все люди реагировали одинаково и одновременно на  геомагнитные возмущения. Если не брать в расчет крайних представителей, у которых величины изменений электрических потенциалов выражены очень резко или очень слабо, то удается выделить две группы лиц: "магнитомобильных" и "магнитостабильных". У "магнитомобильных" индивидуумов максимальные изменения электрических потенциалов наблюдаются в день МБ. У "магнитостабильных" -  эти изменения запаздывают на один день.

   Многими авторами отмечается сложный нелинейный характер зависимости биотропного эффекта электрического поля от его напряженности [А.В.Якубенко и соавт., В.М.Попович и соавт. и др. ]. Например, В.Б.Макеевым экспериментально доказано, что при фиксированной частоте воздействия полем на биологический объект, более эффективным по сравнению с сигналом синусоидальной формы, является воздействие импульсами различной формы. В литературе есть данные [Н.А.Темурьянц, А.М. Сердюк и т.д.], что биотропный эффект ЭМП можно получить при комбинированном способе воздействия на организм, например, если воздействовать модулированным сверхнизкой частотой высокочастотным (сотни МГц) ЭМП. О действии модулированных ЭМП на биообъекты, как  направленном биотропном факторе,  указывают в своей работе также К.В.Судаков с соавторами. При этом важным фактором, определяющим характер и величину ответной реакции организма, является продолжительность такого воздействия ЭМП (и период его последействия). 

   Исследования, проведенные Р.У.Когхиллом, обнаружившим, что величина низкочастотного электрического поля, измеренного у постелей, где спали дети заболевшие лейкемией, более чем в 2 раза превышает значение у постелей здоровых  детей, позволили впервые указать на возможную связь внешних электрических полей с заболеваемостью лейкемией. Дж.Пиккарди, в результате многолетних исследований пришел к выводу, что многие биологические и даже химические процессы изменяются под влиянием природных низкочастотных ЭМП.

   Заряженные частицы, попадающие в атмосферу Земли, меняют ее циркуляцию, то есть изменяют погоду. При этом меняется атмосферное электричество, которое (как и погода) оказывает влияние на все живое, в том числе и на человека. В результате меняется состояние биосферы, состояние здоровья людей. Те частицы, которые вызывают МБ, изменение погоды и атмосферного электричества, имеют разные энергии и поэтому биотропные эффекты от них будут различными.

     В течение многих лет изучение погоды велось вне учета так называемых “солнечно-земных связей”, то есть без учета влияния солнечного ветра на атмосферу Земли, и поэтому все разнообразие существующих погодных условий никак не удавалось “сгуппировать” (классифицировать) на причинно-следственной основе. Сейчас достоверно установлено, что здесь главным агентом является атмосферное электричество и, именно, на изменение атмосферного электричества откликается организм человека. Таким образом, «метеочувствительные люди» могут предсказывать грядущее изменение погоды, поскольку атмосферное электричество меняется задолго до видимого ее изменения. Факт предчувствия изменений погоды некоторыми  людьми достаточно хорошо известен в медицине. По поводу физической природы агента, ответственного за описанные реакции, Н.А.Темурьянц обобщены мнения ряда авторов, предполагающих, что таким агентом являются ЭМП, возникающие на границах атмосферных фронтов и, естественно, опережающих наступление самого фронта.

   В результате совместных работ группы ученых ИЗМИРАН [С.А.Голышев, А.Е.Левитин, В.Н.Ораевский], ИКИ РАН [Т.К.Бреус и соавт.] и сотрудников Кардиологического научного центра РАМН [Ф.И.Комаров, С.И. Рапопорт и соавт.], была установлена статистически достоверная связь аномального возрастания числа сердечно-сосудистых катастроф и функциональных расстройств с кратковременными всплесками отрицательной (направленной к югу) вертикальной компоненты ММП Вz вблизи орбиты Земли. Развивая биомагнитную гипотезу С.М.Мансурова, авторы ввели в практику такое понятие как “электромагнитная погода”, возможность и примеры ее классификации по степени биотропности, а также разработали методики контроля и прогноза классов электромагнитной погоды, оказывающих негативное воздействие на организм человека. Исследования, проведенные на больших контингентах больных, показали, что эта связь распространяется и на людей, имеющих другие заболевания.

    Исследуя влияние гелиогеофизических факторов на медицинские показатели и анализируя их взаимосвязь на большом массиве экспериментальных данных, Н.П.Сергеенко и соавт. предложили в качестве предвестников изменения состояния здоровья человека (с опережением в примерно в одни сутки) использовать моменты начала магнитных и ионосферных бурь.

    Сотрудниками Лаборатории магнитобиологии при Отделении реанимации и интенсивной терапии Центральной клинической больницы (ЦКБ) №3 МПС под руководством Ю.И.Гурфинкеля совместно с учеными ИЗМИРАН в период геомагнитосферных возмущений и бурь проводились исследования капиллярного кровотока (КК) у больных ишемической болезнью сердца (ИБС) неинвазионными методами. Результаты наблюдений свидетельствует о важной роли гелио- и геомагнитных факторов в патогенезе ИБС, в реализации ее скрытых форм в явные от стенокардии во всех ее вариантах до ИМ. При всем многообразии влияний геомагнитных возмущений на организм два фактора представили наибольший интерес, поскольку очевидной выявилась их взаимосвязь и влияние на течение патологического процесса у больных ИБС.

    Первый фактор - сердечно-сосудистая система. Стенокардитические приступы наблюдаются в два раза чаще в магнитовозмущенные дни, чем в дни с малой магнитной активностью. Это хорошо подтверждается исследованиями, проведенными Т.И.Андроновой c соавт.,которые проанализировав более 30 тыс. случаев смерти от сердечно-сосудистой патологии за двухлетний период, пришли к выводу, что количество умерших скоропостижно от ИМ увеличивается от 1,25 до 1,5 раза в дни, когда магнитное поле возмущено. Обнаружено также, что максимальное количество скоропостижных смертей от ИМ в среднем за все годы  приходится на вторые сутки после геомагнитных возмущений.

    Гелиогеофизические факторы оказывают существенное влияние на возникновение, течение и исходы заболевания ИМ, особенно у лиц старше 50 лет. ИМ, возникающие в неблагоприятные по гелиогеофизическим факторам дни, отличаются более тяжелым течением, чаще сопровождаются  осложнениями  (кардиогенный  шок, отек легких, разрыв сердца) и повышенной летальностью. На зависимость внезапной кардиологической смерти от уровня геомагнитной активности указывает также М.Филиппов с соавт. Были проведены исследования влияния геомагнитных возмущений на больных хронической ИБС по показателям физической работоспособности. Наибольшее снижение толерантности к физическим нагрузкам было зарегистрировано в день развития МБ и на следующие сутки. Имеются также экспериментальные данные, указывающие на изменение функционального состояния сердца животных во время МБ и под действием ЭМП близких к природным.

     Второй фактор - влияние геомагнитных возмущений на кровь. При повышении возмущенности магнитного поля время свертываемости крови возрастает [В.П.Пяткин и соавт.]. Возрастает также количество тромбоцитов. Отмечено также наличие корреляционных статистических связей суточных показателей числа тромбоцитов, протромбинового времени, толерантности плазмы к гепарину с солнечной активностью. У больных с ИБС  наклонность к гиперкоагуляции и активизации фибринолиза регистрируются в день развития геомагнитного возмущения, а также в первые два дня после него. Поэтому в периоды геомагнитных возмущений регистрируется увеличение числа как тромбоэмболических, так и геморрагических осложнений. Как подчеркивают авторы проведенных исследований, изменения в системе гомеостаза тем значительней, чем интенсивней МБ.

     Все вышеизложенное дало основание предположить возможность влияния МБ на КК больных, страдающих ИБС. Такого рода исследования проводились  Ю.И.Гурфинкелем с соавт. с 1990 по 1996 гг. У 144 пациентов с ИБС было показано, что в день МБ наблюдаются появление сладж-феномена, переваскулярные изменения, замедление скорости КК вплоть до стаза. Наблюдения показали, что в ряде случаев ухудшение КК наступает на второй и на третий день после начала МБ. Полученные результаты исследований позволили выявить важный механизм влияния геомагнитных возмущений на КК считая, что МБ, воздействуя на магниторецепторы центральные и органные, "информирует" адаптационную систему, к которой относятся, в частности, гипоталамус, имеющий в своей структуре катехоламиновые включения, и надпочечники. Это ведет к появлению в крови гормонов адреналина, ответственного за активизацию свертывающей системы, повышению агрегации, спазма в приносящих сосудах микроциркуляторной сети. Такое предположение опирается  на  данные, полученные Дж.Киршвинком и соавт., обнаруживших наличие ферромагнитного материала с высокой коэрцитивностью в мозгу и в надпочениках человека. На наличие магниторецептора указывают также оригинальные исследования В.Н.Михайловского с соавт., выработавших у человека условный  рефлекс на включение магнитного поля с амплитудой 200 нТл в частотном диапазоне от 0,01 до 10 Гц (то есть, частоты  и  напряженность магнитного поля, которые  характерны  для  естественных геомагнитных возмущений).

   Результаты исследований показывают, что ухудшение показателей КК у больных ИБС отмечается не только в день начала МБ, но и в последующие 2-3 суток. У больных, переносящих ИМ, степень выраженности реакции микрососудистых изменений на геомагнитные возмущения выше, чем у больных стенокардией.  Количество больных ИБС с реакцией КК на возмущенность ГМП в 2,5-3раза превышает количество реагирующих на  изменения атмосферного давления. Ухудшение показателей КК у больных ИБС отмечается за сутки-двое до изменения самого атмосферного давления.

  Таким образом, у людей, страдающих ИБС, в качестве основной становится проблема обратимости этих патологических процессов. Следует отметить, что несмотря на проведенные исследования, окончательных ответов на все вопросы, связанные с магниторецепцией у человека, пока не получено.

 

3. Вопросы создания необходимого инструментария.

    МБ является следствием воздействия солнечного ветра на магнитосферу Земли во время вспышек на Солнце и сопровождается быстрым (в течение от одного до десятков часов) изменением магнитного поля на поверхности Земли с амплитудами от 100 до 500 нТл и более. Нормальные суточные вариации МПЗ, например, в средних геомагнитных широтах, при этом не превышают 50...80 нТл. Существующий долгосрочный прогноз МБ, публикуемый в различных газетах, расходится с реальными данными (!), что не дает возможности эффективно проводить предупредительные действия (например, прием лекарств и снижение нагрузок для больных, изменение времени проведения операции, предупреждение водителей автотранспорта о повышенной опасности вождения, снижение нагрузки в электрических и газовых сетях и т.д.). По поводу публикуемых В.И.Хаснулиным прогнозов “неблагоприятных дней” хорошо сказано в монографии Ю.Г.Мизуна: “...В настоящее время прогнозируют действие разных факторов по отдельности, часто нагромождая в одну кучу несуразные вещи... его прогнозы учитывают все: и магнитные бури, и солнечную активность, и межпланетное магнитное поле, и многое другое. Широкая публика была сознательно введена автором в заблуждение, а специалисты, понимающие, что это просто обман, были возмущены...В данном случае мы имели дело с сознательным обманом с целью повысить рейтинг прогнозов, ....и автора”.

   Необходимость принимать меры защиты от влияния МБ в первую очередь диктует потребность в средствах ее обнаружения в реальном масштабе времени в условиях промышленного большого города с сильными искусственно созданными ЭМИ и помехами, амплитуда которых может достигать  1...10 мкТл и более [Б.П.Григорьев и соавт., А.М.Селиванов и соавт., А.М.Сердюк, М.И.Руднев и соавт., М.Г.Шандала и др. ].

    Известно [Ю.А.Холодов и соавт.], что уровень помех с частотой сети в обычных лабораторных условиях или в условиях городских больниц и клиник может превышать вариации естественного ГМП и биомагнитные поля в тысячу и более раз. Помехи от электрифицированного транспорта имеют импульсный характер [Л.И.Меркулова, Г.В.Соколов и соавт.] и составляют по амплитуде десятки нТл на расстоянии в сотни метров. Спектральный состав городских помех практически перекрывает спектры всех известных сигналов от биообъектов. Максимум спектра вариаций ГМП обычно приходится на область периодов порядка суток (амплитуды порядка 30...50 нТл в зависимости от геомагнитной широты места наблюдения) с резким уменьшением в области коротких периодов (амплитуды порядка 50...100 пТл, период 1 с). При этом, во время сильных МБ и МВ [А.В.Гульельми и соавт.] спектр геомагнитных вариаций смещается в область коротких периодов.

    До недавнего времени считалось, что обнаружить проистекание МБ можно только в местах со сравнительно спокойным магнитным полем, без сильных промышленных помех. Исследования, проведенные В.В.Любимовым с соавт. в ИЗМИРАН, показали принципиальную возможность применения диагностических магнитометров (ДМ), выполненных на базе феррозондовых магниточувствительных датчиков (МЧД), в условиях города с большим уровнем электромагнитных помех.

     В качестве первого шага по пути создания средств защиты людей от биотропного влияния ЭМП, были проведены инициативные работы и исследования, целью которых было создание надежных и недорогих серийнопригодных приборов для обнаружения МБ в условиях с большим уровнем техногенных помех и шумов, для проведения локального  мониторинга в больницах, клиниках, в зонах отдыха, в жилых и производственных помещениях. По результатам проведенных работ получено ряд положительных отзывов о проведении клинических испытаний ДМ. В течение 6-ти последних лет один из ДМ (ДМП-1) проработал в непрерывном режиме в ЦКБ No.3 МПС, где Ю.И.Гурфинкелем с помощью сотрудников ИЗМИРАН была организована непрерывная служба слежения за окружающей электромагнитной обстановкой в реальном времени, что позволяет  постоянно знать и иметь собственные данные, анализировать текущую возмущенность магнитного поля и своевременно проводить терапию магнитозависимых больных. В процессе проводимых экспериментальных работ А.А.Халезовым были созданы специальные компьютерные программы, позволяющие проводить корреляционный анализ получаемых медицинских и геофизических данных.

    Делались и другие аналогичные попытки организации службы слежения за геомагнитной обстановкой в клиниках. Так, в октябре 1992 г., один из ДМ (МФ-04 MAGIC) был установлен в помещении НИИ курортологии и физиотерапии в г. Кисловодске, в феврале 1995 г. ДМ (МФ-01) был установлен в помещении отделения гастроэнтерологии Кардиологического научного центра РАМН в г. Москве (по адресу  Погодинская  ул. 5 ) у проф. С.И.Рапопорта, а в мае 1997 г.,- также в г. Москве,- в клинике у проф.Ю.И.Воронкова (по адресу ул. Габричевского 7 ) был установлен аналоговый ДМ (МФ-01) и были проведены магнитометрические работы по картированию помещения МСЧ-10. Работы по слежению за геомагнитной обстановкой здесь также велись в реальном масштабе времени.

   В результате проведенных исследований был разработан ПЕРЕЧЕНЬ  необходимых рекомендаций по созданию необходимых ДМ для клиник, для совмещения получаемых данных с  результатами  медицинских исследований, подготовлены ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ, содержащие различные подходы к проблеме и различные варианты создания современных приборов. Следует отметить, что с 1995 г. начали появляться публикации о создании в разных городах как отдельных приборов [А.А.Заруцкий и соавт., В.Ю.Кириллов и соавт., Н.А.Несмеянов и др.], так и диагностических комплексов для контроля параметров окружающей Среды [А.В.Путивинский и соавт., Г.В.Соколов и соавт., Т.Ф.Петерсон].

   В институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии АН России с 1976 года исследуются магнитные поля человека[М.Н.Ливанов и соавт.] с помощью магнитометра оптической накачки, созданного в ИЗМИРАН. Известно, что новые научные данные добываются обычно по мере усовершенствования методов исследования. Достижение высокой чувствительности открыло возможность разработки А.Н.Козловым и соавт. градиентометра с малой базой (порядка 5...6 см) для проведения биомагнитных исследований, измерению магнитных полей человека, в частности его магнитокардиографии (магнитокардиограммы, магнитоэнцефалограммы, магнитоокулограммы, магнитомиограммы), магнитопневмографии (исследование магнитного загрязнения легких), избытка железа в печени и т.п. Прибор был запатентован авторами в различных странах мира.

   Следует отметить, что практика использования приборов с высокой чувствительностью при проведении биомагнитных исследований требует проведения скрупулезных предварительных измерений уровня магнитных помех в месте измерения, снятия топологии магнитного поля, соблюдения правил “магнитной гигиены” на месте или вблизи места установки МЧД, применением методов экранировки помещений. И это не всегда удается сделать, особенно при проведении работ в условиях города.

    Многообразие магнитобиологических исследований и созданных в ИЗМИРАН типов магнитометров позволяет остановиться на том, который оптимально соответствует поставленной задаче исследований. Поэтому в 1990 г. в ИЗМИРАН родилась идея создания простых, недорогих приборов для оснащения медицинских учреждений, способных индицировать процесс изменения естественного магнитного поля во времени. В процессе создания приборов авторами было введено новое понятие и создан новый класс ДМ -индикаторы магнитной бури (ИМБ). Изготовленные в период с 1992 по 1995 гг. (в результате проведенных инициативных работ, ОКР и НИОКР) модели ИМБ получились малогабаритными, достаточно простыми в эксплуатации и обслуживании. Опытные образцы ряда приборов  прошли клинические и лабораторные испытания в исследовательских центрах и организациях. Накопленный опыт использования ДМ и ИМБ различных типов и конструкций на основе феррозондовых датчиков в клиниках, показал принципиальную возможность применения созданной магнитометрической аппаратуры в условиях с достаточно большим уровнем техногенных электромагнитных помех [Т.А.Гусева и соавт., В.В.Любимов и соавт.], экспериментально показана возможность и необходимость регистрации МБ в условиях клиники.

    В начале 1996 г., в развитие ранее проводимых работ и при научно-методическом руководстве ИЗМИРАН, Научно-производственной фирмой (НПФ) "ИМПЕДАНС" был создан опытный образец малогабаритной цифровой системы сбора информации:регистратор магнитной активности (РМА) IDL-04, предназначенной для накопления и хранения информации, поступающей от различных датчиков по восьми аналоговым линиям [А.С.Зверев и соавт.]. Прибор имеет современный дизайн и позволяет решать ряд научных и исследовательских и прикладных задач в геофизике, в медицине и  магнитобиологии. РМА IDL-04 реализует оригинальный алгоритм  работы, который позволяет, используя получаемые в темпе эксперимента данные, сигнализировать о МВ и МБ, рассчитывать и визуализировать индекс магнитной активности на основе поиска, выявления и определения дней со спокойной геомагнитной обстановкой. Использование РМА позволило в ЦКБ No.3 МПС на основе персонального компьютера (ПК) создать собственный банк данных по мониторингу окружающей среды и регистрируемым МБ в условиях города. В результате проведенных методических работ В.Х.Кириаковым создан пакет оригинальных компьютерных программ, позволяющих производить цифровую фильтрацию  получаемых данных в условиях, где уровень техногенных электромагнитных помех и шумов в несколько раз превышает уровень реального сигнала.

    В настоящее время в отделении ЭПОС ИЗМИРАН ведется активная работа по созданию ДМ и накопителей информации нового поколения для использования их как в медицинских учреждениях, так и для индивидуального пользования, позволяющих визуализировать, автоматизировать и максимально упростить процесс получения информации. Подготовлены и ждут финансирования несколько проектов современных приборов, которые могут быть использованы для проведения электромагнитного мониторинга окружающей среды и обстановки при проведении исследовательских работ в локальных помещениях. Новые модели приборов отличаются современным дизайном, применением последних достижений микропроцессорной техники, дешевизной (по сравнению с аналогичными  моделями  зарубежных  приборов), простотой и удобством в эксплуатации и обслуживании.

 

4. Вопросы защиты от влияния  ЭМП.

   Как было указано выше, МБ является следствием воздействия солнечного ветра на  магнитосферу Земли и это воздействие приводит к изменению интенсивности магнитного поля на поверхности Земли до нескольких сотен нТл. Но, что интересно! Человек, входя, например, в дом железобетонной  конструкции, подвергается изменению магнитного поля в несколько тысяч нТл и не ощущает такого воздействия на свой организм как при МБ. Исследования в этой области показывают, что механизм воздействия на человека далеко не ясен. Известны методы лечения воздействием сильных постоянных  полей, а также влияние на живые организмы слабых по напряженности (доли эрстеда) низкочастотных переменных полей, частота которых непрерывно менялась от 0,01 до 200 Гц. Многие исследователи придают важное значение неоднородности магнитного поля и соотношению величины неоднородности поля и его напряженности [В.А.Друзь, А.М.Сердюк и др.]. Высказываются мнения, что на результат биологического эксперимента может оказывать влияние направление магнитных силовых линий. Таким образом, вопрос, что же все-таки воздействует на организм человека при МБ, остается открытым.

    Для систематизации имеющихся экспериментальных данных, их сопоставления и сравнения, очень важно знать зависимость биологических эффектов от параметров ЭМП. В полном виде эти зависимости остаются пока неизученными, но накопленная к настоящему времени информация позволяет сделать вывод, что для данных условий опыта биологический эффект ЭМП при малой и умеренной напряженности зависит от частоты.

    Некоторыми исследователями и ранее делались предположения относительно частоты и амплитуды переменных магнитных полей, о возможном появлении в гармоническом спектре при МБ так называемых "прицельных" частот с амплитудами достаточными, чтобы взаимодействовать с собственным магнитным полем живой клетки, если ее можно грубо представить в качестве некого высокодобротного колебательного контура. Такими частотами могут служить, по мнению В.А.Троицкой, шумановские резонансы (8, 14, 20, 26 Гц и т.д.), которые считаются “привычными электромагнитными  волновыми  сигналами  Среды  обитания  человека” и возможным проявлением ответной на них реакции, выраженной наличием примерно тех же частот в ритмах головного мозга. При частотах, совпадающих или очень близких к собственным частотам живой клетки, последняя может воспринимать воздействующую энергию (действуя при этом как настроенный приемник). По-видимому при этом могут происходить какие-то изменения в работе клетки.  Исследователям удалось выделить два типа сигналов, воздействующих на функциональную подвижность центральной нервной системы человека противоположным образом [Н.А.Темурьянц и соавт.]: регулярные (синусоидальные) сигналы с частотой 8...9 Гц, которые приводят к уменьшению времени реакции человека на оптический сигнал, и иррегулярные колебания в полосе частот 2...6 Гц, которые  увеличивают примерно на 8% время реакции.  В.А.Троицкая и соавт. предполагают, что колебания магнитного поля во времени могут быть как положительным так и отрицательным фактором воздействия на биологические объекты, при этом необходимо знать и учитывать начальные условия (то есть ситуацию до возникновения МБ). Биотропные эффекты, в зависимости от частоты ЭМП, были скрупузезно изучены В.Б.Макеевым с соавт. для переменного магнитного поля в полосе частот 0,01...100 Гц. Выяснено, что “спектр действия” переменного магнитного поля представляет собой систему биологически активных полос, причем частоты, соответствующие этим биотропным полосам, равны: 0,02;  0,06;  0,5...6;  8...12;  80 Гц.

     Есть предположения, что нервная система первой реагирует на МБ [Я.Ф.Ашкалиев и соавт., В.С.Иванов]. Исследования, проведенные в России и в Японии, показали, что во время МБ число автодорожных происшествий увеличивается (примерно на 20%), причем сразу во всех городах [В.Г.Сидякин и соавт.]. Может быть, это явление связано с влиянием переменных полей на биотоки  головного мозга, вызывающих нарушение его  работы. В связи с этим необходимо провести сравнительные исследования спектра частот переменных ЭМП в спокойные дни, во время МБ и геомагнитосферных возмущений в  широком диапазоне частот и на возможно высоких чувствительностях, с целью выявления его изменяющейся части. Полученная информация будет полезной в выборе частот исследования, покажет, на сколько изменяется энергия спектра, что само по себе очень важно и интересно (Например, томский исследователь Г.Ф.Плеханов предположил, что информационным воздействием на организм обладают сигналы любой энергетической природы интенсивностью от 0,000001 мкВт/м  до 0.01 Вт/м.). Если такие частоты или спектр частот будет определен, то в дальнейшем можно предпринять меры по защите человека от влияния ЭМП при помощи активных компенсаторов и пассивных устройств фильтрации.

   Как же защититься от “вредных” частот и ЭМП, когда и нужно ли это вообще делать? При экранировании ЭМП мы сталкиваемся с достаточно серьезными проблемами методического характера, которые часто остаются непреодолимыми [Е.А.Литвиненко и соавт., Н.В.МАксименко и соавт.]. Например, для того, чтобы получать однозначные трактования серий одинаковых опытов, при экранировании ЭМП в определенном (или во всем) диапазоне частот, необходимо, чтобы все без исключения остальные экологические параметры окружающей исследуемый объект Среды оставались без изменений [Т.В.Старостина и соавт.]. Еще в 1962 г. Дж.Пиккарди, обнаружив эффекты влияния электромагнитного экранирования на некоторые процессы тестовых реакций, отмечал что из-за методических трудностей опыты не всегда поддаются однозначной интерпретации.

   Анализ результатов опытов различных исследователей, которые применяли магнитные экраны, приводит к заключению, что эффекты экранирования обусловлены в большинстве случаев изменением спектра ЭМП в экранируемом объеме. Например,З.Н.Нахильницкая и соавт. и Halpern M.H. и соавт. считают, что при длительном нахождении в условиях изоляции от внешних ЭМП развиваются разнообразные и глубокие функциональные нарушения. А.В. Сосунов с  соавт., на основании большого числа экспериментальных данных, пришли к выводу, что экранирование увеличивают время свертывания человеческой крови и существенным образом влияет на скорость осаждения эритроцитов.

   Вопросы защиты от воздействия ЭМП в техническом смысле не новы и в области техники существует достаточно много средств и методов решения этой проблемы [см., например, работы В.Л. Введенского с соавт., В.К. Осипович с соавт., Т.В. Старостиной с соавт., М.Г. Савина и др.]. Известно, что для снижения напряженности помехонесущих постоянных магнитных полей и ЭМП широкого частотного спектра используются различные способы пассивного экранирования. Так при экранировании однородных полей, коими являются, в нашем случае, естественные ЭМП, оболочками простых геометрических форм, поле за экраном не искажается, а при экранировании неоднородного поля, структура которого зависит от координат пространства (техногенные поля), экранирующие свойства пассивного экрана будут переменными и зависеть от места расположения источника поля относительно экранирующей оболочки и его (поля) ориентации. Сложность построения экранирующих систем (ЭС) в условиях промышленного города состоит в том, что особенности решения ЭС не позволяют изготовлять оболочки простых геометрических форм, а, следовательно, и сделать реальную теоретическую оценку эффективности  экранирования напряженности электрического и магнитного полей, которые, как известно, при прохождении через экран ослабляются по-разному. Поэтому для оценки эффективности экранирования необходимо проводить непосредственные измерения внутри созданной ЭС.

   Впервые идея создания экранированной палаты (ЭП) была высказана А.Л.Чижевским. В настоящее время известно достаточно много проектов экранированных комнат-магнитных камер для борьбы с магнитными шумами, сравнительно небольшой стоимости, построенных в  различных  странах [Скотт Г.Р. и соавт., Введенский В.Л. и соавт., Erne S.N. et al., Kelha V.O., Mager A. Stroink G. et al. и др.], которые используются для проведения биомагнитных исследований, защиты персонала и операторов от радиоизлучений в аэропортах, в военной технике, однако проектов экранированных комнат для медицинских учреждений известно немного. В качестве примеров можно привести комнату для проведения клинических исследований в условиях госпиталя, построенную во Франции [Bercy C. et al.],магнитоэкранированную комнату, созданную А.Н.Гетманцом и соавт., а также ЭП, созданные на кафедре медицинской техники Грузинского Технического университета под руководством профессора О.К.Хомерики.

   В 1991 г. ЭП была создана на базе Отделения реанимации и интенсивной терапии ЦКБ No.3 МПС. ЭП состоит из двух основных отделений: комнаты для проведения исследований и вспомогательной комнаты - тамбурного туннеля, служащих как для проведения научных исследований, так и одновременно являющихся средством для электромагнитной защиты тяжело больных людей, находящихся в лежачем состоянии. Применение двухслойных экранов позволило получить эффект ослабления естественного ЭМП внутри палаты примерно в 4,5...5 раз  [Ю.И.Гурфинкель и соавт.]. Проведенные сотрудниками ИЗМИРАН исследования по определению пространственного градиента постоянного магнитного поля внутри ЭП (в месте расположения пациента) выявили реальную структуру поля, которая оказалась достаточно неоднородной.

    Проведенные Ю.И.Гурфинкелем с сотрудниками исследования с большой группой магниточувствительных пациентов,- больных людей, страдающих ИБС (более 30 человек), показали, что использование ЭП в качестве укрытия на время геомагнитных возмущений и бурь сказывается положительно  на самочувствии пациентов, уменьшает или прекращает стенокардитические приступы, способствует нормализации частоты сердечных сокращений и артериального давления, показателей микроциркуляции. Создание ЭП в условиях клиники явилось первым шагом и опытом на пути разработки и усовершенствования методов и аппаратуры для защиты магниточувствительных пациентов от влияния геомагнитных возмущений, естественных и искусственно созданных ЭМП.

Другие статьи