Биотропность природних і штучно створених електромагнітних полів (ЕМП).частина 1я

1. ПРОБЛЕМА.

Биотропность природних і штучно створених електромагнітних полів (ЕМП), захворюваність і смертність людей, питання працездатності людини на його робочому місці, у місцях його проживання та відпочинку.

Останні роки переконливо показали, що науково-технічний прогрес призводить до істотної зміни зовнішнього Середовища. Людина все більш інтенсивно створює штучну життєву середу, яка дозволяє впорядкувати його працю і побут, і, часто, розвиток цієї штучної середовища входить у протиріччя з біологічними і психічними особливостями організму, сформованого протягом тисячолітньої його еволюції. Людина впливає на природу в глобальних масштабах, тому її зміни носять багатоплановий, складний характер: соціальні, фізичні, хімічні, біологічні чинники. При цьому ряд факторів навколишнього середовища має пряме або непряме вплив на здоров'я або благополуччя всього населення, іноді незалежно від соціально-економічних умов, але зазвичай у взаємодії з ними. Відсутність належного контролю за цим процесом може спричинити за собою несприятливі екологічні та генетичні наслідки, завдати житті серйозний і (у багатьох випадках) непоправної шкоди. У зв'язку з цим важливе значення має визначення характеру шкідливості фактора навколишнього середовища. Однозначну оцінку дати неможливо через складність взаємодії між несприятливими факторами і здоров'ям людини, а також внаслідок нестачі знань про багатьох діючих факторах, серед яких в даний час особливе значення придбали такі фізичні фактори як електричні та ЕМП.

В даний час вже стало широко відомо, що ЕМП є найбільш поширеними подразниками, що впливають на живі організми. З ними людина стикається на виробництві, в населених пунктах, в установах і навіть вдома. Джерела ЕМП численні, інтенсивність їх постійно підвищується, а вплив на здоров'я багатосторонньо. Впливаючи на людину, ЕМП можуть посилювати серцево-судинні, неврологічні та психічні захворювання або служити чинником, що сприяє виникненню захворювань складною етіології.

Розміри і поширеність "забруднення" навколишнього середовища електромагнітної енергією досягли значних величин. З кожним роком у всіх країнах світу зростають енергопотужності. Подальший науково-технічний прогрес та урбанізація призводять до підвищення напруженості ЕМП. Отже, актуальність питання про можливість несприятливого впливу слабких ЕМП на людину в умовах населених місць зростає.

Наявні вітчизняні і зарубіжні матеріали про вплив електричних зарядів, природних і штучних електричних, магнітних і ЕМП на біологічні системи свідчить про надзвичайної актуальності, наукової та практичної значимості досліджень в області гелиомагнитобиологии. Кількість опублікованих робіт і проведених наукових конференцій з проблеми біологічної дії ЕМП та механізмів їх впливу на організм безперервно збільшується. Питання обмеження несприятливого впливу ЕМП є предметом обговорення багатьох науковців світу. В останні роки з цієї проблеми з'явився ряд узагальнюючих робіт (див. ПЕРЕЛІК, що додається літератури), однак вона не може вважатися вичерпаною. Вирішення фундаментальних завдань у цій області ускладнено відсутністю докладного аналізу основних антропогенних джерел електромагнітного оточення, закономірностей розподілу природних і штучних ЕМП у середовищі проживання людини, браком надійних і недорогих засобів їх вимірювання і контролю, що істотно звужує проведення більш інтенсивно-масового вивчення характеру, ступеня і основних закономірностей впливу ЕМП на різні рівні організації біосистем, межі і можливості компенсаторно-пристосувальних реакцій організмів на це вплив, достовірного визначення екологічного значення ЕМП, їх ролі в патології населення, прогнозування стану здоров'я людей.

Досі проблемою першочергової ваги є розробка нових і уточнення вже існуючих нормативів ЕМП. Гігієнічне нормування, засноване на проведенні комплексних досліджень перерахованих вище завдань, має враховувати кількісні, якісні та просторово-часові характеристики фактора. Подальша модернізація існуючих заходів і технічних засобів, що забезпечують захист від шкідливого впливу ЕМП, повинна прямо залежати від гігієнічних, містобудівних та техніко-економічних норм і вимог. А проведення моніторингу навколишнього середовища за допомогою спеціальних приладів дозволить точно фіксувати і нормувати наявність шкідливих штучно створюваних електромагнітних випромінювань (ЕМВ).

Метою цієї роботи є, на тлі того, що вже зроблено і робиться в рамках цієї проблеми колективами вітчизняних вчених, зробити показ, аналіз і популяризацію тих робіт і досліджень, які проводилися і проводяться з початку 90-х років різними групами і колективами працівників ІЗМІРАН. При цьому, особливий упор автора, багато років займається створенням геофізичних приладів для різних цілей, зроблений на аналіз тих можливостей, тієї, поки ще не видимої деякими нашими керівниками, перспективи, тих завдань і тієї "ніші" у перерахованих наукових проблемах і завданнях, яку можуть зайняти і вже зайняли по праву магнитометрические прилади, традиційно створювані протягом багатьох років у ИЗМИРАНе.

2. Проведені наукові дослідження.

Протягом кількох десятиліть продовжують вивчатися геліо-геофізичні фактори та їх вплив на живі організми, в тому числі і на людину. Накопичені до теперішнього часу факти свідчать про фундаментальної ролі природних фізичних полів походження і еволюцію Всесвіту. Виникнення і можливість існування зоряно-планетних систем, галактик визначаються, насамперед, гравітаційними та магнітними полями, - це підтверджується тим фактом, що матерія Всесвіту приблизно на 98% має "польовий" склад і лише 2% припадає на "речовинний". При цьому найважливіша роль в гелиобиологических ефекти належить геомагнитному полю (ГМП), його коливань.

В даний час у багатьох наукових центрах проводяться дослідження, присвячені проблемі впливу природних і штучно створених ЕМП на рослинний і тваринний світ, ведуться роботи по створенню необхідних унікальних приладів для їх проведення. Є позитивні результати досліджень, отримані методами статистичного аналізу, так і експериментальні результати, отримані в клінічних і лабораторних умовах.

Так як електромагнітні збурення (ЕМХ) в навколоземному просторі генеруються за рахунок енергії, що надходить від Сонця, то для вивчення цього впливу використовуються різні параметри, що характеризують активність Сонця. Розрізняють прямі і непрямі (опосередковані) шляхи впливу Сонця на живі організми та людину. Сонячні заряджені частинки (сонячний вітер) "деформують" магнітосферу Землі, викликаючи тим самим зміна (коливання) її магнітного поля. Коливання магнітного поля Землі (МПЗ) діють на організм людини, на тварин, на рослини. Зараз вже достовірно встановлено, що фактор ризику для людей, схильних до серцево-судинним захворюванням, відчуває варіації, узгоджені зі зміною циклу сонячної активності. Згідно статистики, фактор ризику мінімальний на роки мінімуму сонячної активності і досягає максимуму для періодів її підйому або спаду. Найбільш сильні магнітні бурі (МБ) і магнитосферные обурення (МВ) теж припадають на період зростання і спаду сонячної активності.

Існує досить багато робіт, в яких зазначаються дозволені між МБ і такими біологічними процесами: кров'яний тиск, число лейкоцитів у крові людини, число загострень захворювань серцево-судинної та нервової систем, число самогубств і автодорожніх пригод [Ю. Р. Мизун, Ф. Я. Ашкалиев і співавт., Е. Д. Різдвяна, Ю. А. Холодів та ін.], число серйозних аварійних ситуацій [Р. С. Іванов-Холодний і співавт., В. Р. Сидякін і співавт.] і авіакатастроф[Ю. П. Сизов і співавт.], рухова активність тварин, комах і риб [Ст. Ст. Александров і співавт., Ю. Н.Ачкасова та співавт., А. М. Волинський і співавт., В. А. Степанюк та ін], розвиток клітинних структур і споживання кіс-лорода рослинами [І. П. Ананьєв і співавт., Н.І. Богатина і співавт., В. І. Данилов і співавт., Ю. І. Новицький та ін]. Особливо велика увага приділяється впливу сонячної активності на зміни серцево-судинної діяльності (частота інфарктів, гіпертонічних кризів тощо). Ініціатороми такого роду досліджень у нашій країні виступили М. Н.Гнєвишев і Р. М. Данішевський. Так, М. Н.Гнєвишев, пояснюючи пік смертності при серцево-судинної патології в першу добу після початку МБ, вважав, що це є стресовою реакцією організму хворої людини на зміну електромагнітної обстановки, пов'язаної із зміною сонячної активності. В. Я. Юраж ще в 1965р. писав про те, що ускладнення перебігу серцево-судинних захворювань збільшується у періоди підвищення напруженості МПЗ. У дні виражених МБ судинні катастрофи у хворих атеросклерозом і гіпертонічною хворобою всіх стадій спостерігалися значно частіше, ніж у спокійні в геомагнитном щодо дні [Ст.Ф. Русяев]. Виявлено, що під час МБ зростає кількість інфарктів міокарда (ІМ) та інсультів [Б. А. Ривкін], а "серійні вбивства" [Е. Н.Авдоніна і співавт.] частіше відбуваються в дні різкого зниження геомагнітної активності. Т. В. Андронова з співавт. у своїх дослідженнях переконливо показали, що з природних факторів зовнішнього середовища найбільший вплив на фізіологічні функції людини впливають зміни напруженості МПЗ.

Працюючи в гелиобиологической лабораторії З ІЗМІРАН і ведучи безперервні спостереження з 1949р., А. Т. Платоноваустановила, що згортання крові людини змінюється у зв'язку з сонячною активністю. Ці зміни не однозначні у всіх людей, і в роки максимуму сонячної активності частішають як тромбози, так і кровотечі.Н.А.Шульц, вивчаючи співвідношення між сонячною активністю та кількістю лейкоцитів у крові людей, встановив, що з підвищенням активності число лейкоцитів знижується і особливо яскраво цей ефект виявляється в полярних широтах. Детальний аналіз сонячно-добових геомагнітних варіацій в полярних областях, пов'язаний зі зміною знака полярності міжпланетного магнітного поля (ММП), з медико-біологічними показниками привів у 1975 р. до открытиюС.М.Мансуровым "биогеомагнитного ефекту". Відповідно до биомагнитной гіпотезою С. М. Мансурова відгук медико-біологічних показників на секторну структуру ММП в околицях Землі обумовлений зміною режиму квазіперіодичних геомагнітних пульсацій, які синхронізують біологічні ритми організмів. Підтвердження цієї гіпотези служать результати численних експериментальних досліджень в гипомагнитных умовах, які свідчать про биотропности електромагнітних пульсацій. Так, наприклад, В. А. Троїцька і співавт. вважають, що на біосферу впливають зміна спектрального складу магнітного поля (при цьому не виключається можливість резонансного впливу ділянок спектру на біоритми), а також швидкість (крутизна) зміни магнітного поля у часі.

Хоча магнітне поле навіть значної інтенсивності найчастіше викликає слабкі і неспецифічні фізіологічні реакції організму, ці реакції можуть розрізнятися навіть якісно залежно від інтенсивності магнітного поля. Різкі зміни в характері реакції пов'язані з переходом від реакцій, обумовлених магниточувствительностью, до реакцій, обумовлених магнитопоражаемостью, тобто залученням адаптаційних (пристосувальних) механізмів. Перша фаза реакції зазвичай характеризується посиленням фізіологічних процесів, а друга - їх гальмуванням.

Як і інші фізичні фактори, що магнітне поле володіє післядією. Тут слід відзначити наявність своєрідної реакції нервової системи на електромагніту вимикання,- так званий офф-ефект. Можливо, наявність такої реакції може пояснити більш виражену біологічну дію змінних полів в порівнянні з постійними магнітними полями. Було встановлено, що при короткочасних впливах магнітними полями не занадто великої інтенсивності реакції носять непостійний характер [І. в. Торопцев і співавт., Ю. А. Холодів та ін.], тобто не кожна дія викликає реакцію. Це свідчить і про відносну слабкість впливу і про залежність реакції від коливань чутливості окремого організму. Рекордні значення зафіксованих біологічних ефектів від впливу змінних ЕМП сформульовані в монографії Н.А.Темур'янц з співавт. Експериментально виявлено, що організми чутливі до зовнішніх ЕМП низької та наднизької частоти при напруженостях електричного і магнітного полів близько 0,1 В/м та 0,1 нТл відповідно. Існує значна кількість даних, які свідчать про індивідуальні відмінності в реакціях на магнітні поля. Ці відмінності залежать від віку організму та більш чітко виражені для особин молодого і похилого віку. Особливо чутливий організм до впливу ЕМП в період ембріонального розвитку. Помічено, що при інших рівних умовах біологічний ефект ЕМП, як правило, краще виражений при його впливі на організм з якою-небудь патологією.

Відомо, що всі процеси в живому організмі пов'язані також з електричними явищами і електрична активність - невід'ємний фундаментальне властивість живої матерії. Наприклад, академік В. П. Скарбників вважає, що функціонуюча клітина служить джерелом і носієм складного ЕМП, структура якого, що породжується біохімічними процесами, що постійно керує всією метаболічної діяльністю клітини. В такому розумінні, з одного боку, клітина - складний біохімічний комплекс, з іншого - ЕМП, тобто клітина це поле, породжене обміном речовин, і обмін, породжений полем. У своїх експериментах А. К. Подшиб'якін, вимірюючи під час МБ величини електричних потенціалів шкіри людини, показав, що вони або посилювалися, або з'являлися асиметрії в їх розподілі на шкірі. При цьому не всі люди реагували однаково і одночасно на геомагнітні збурення. Якщо не брати в розрахунок крайніх представників, у яких величини змін електричних потенціалів дуже різко виражені або дуже слабо, то вдається виділити дві групи осіб: "магнитомобильных" і "магнитостабильных". У "магнитомобильных" індивідуумів максимальні зміни електричних потенціалів спостерігаються в день МБ. У "магнитостабильных" - ці зміни запізнюються на один день.

Багатьма авторами відзначається складний нелінійний характер залежності биотропного ефекту електричного поля від його напруженості [А. В. Якубенко та співавт., В. М. Попович і співавт. та ін ]. Наприклад, В. Б. Макєєвим експериментально доведено, що при фіксованій частоті впливу поля на біологічний об'єкт, більш ефективним у порівнянні з сигналом синусоїдальної форми, є вплив імпульсами різної форми. В літературі є дані [Н.А.Темур'янц, А. М. Сердюк і т. д.], що биотропный ефект ЕМП можна отримати при комбінованому способі впливу на організм, наприклад, якщо впливати модульованим наднизької частотою високочастотним (сотні МГц) ЕМП. Про дію модульованих ЕМП на біооб'єкти, як направленому биотропном факторі, вказують у своїй роботі також К. В. Судаков з співавторами. При цьому важливим чинником, що визначає характер і величину відповідної реакції організму, є тривалість такого впливу ЕМП (і період його післядії).

Дослідження, проведені Р. У. Когхиллом, виявили, що величина низькочастотного електричного поля, виміряного біля ліжок, де спали діти хворі на лейкемію, більш ніж в 2 рази перевищує значення ліжок у здорових дітей, дозволили вперше вказати на можливий зв'язок зовнішніх електричних полів із захворюваністю на лейкемію. Дж.Пиккарди, в результаті багаторічних досліджень дійшов висновку, що багато біологічні і навіть хімічні процеси змінюються під впливом природних низькочастотних ЕМП.

Заряджені частинки, які потрапляють в атмосферу Землі, змінюють її циркуляцію, тобто змінюють погоду. При цьому змінюється атмосферний електрику, яка (як і погода) впливає на все живе, в тому числі і на людину. В результаті змінюється стан біосфери, стан здоров'я людей. Ті частинки, які викликають МБ, зміна погоди і атмосферної електрики, мають різні енергії і тому біотропного ефекти від них будуть різними.

Протягом багатьох років вивчення погоди велося поза врахування так званих "сонячно-земних зв'язків", тобто без врахування впливу сонячного вітру на атмосферу Землі, і тому все розмаїття існуючих погодних умов ніяк не вдавалося "сгуппировать" (класифікувати) на причинно-наслідкового основі. Зараз достовірно встановлено, що тут головним агентом є атмосферна електрика і, саме, на зміну атмосферного електрики відгукується організм людини. Таким чином, «метеочутливі люди можуть передбачати прийдешнє зміна погоди, оскільки атмосферна електрика змінюється задовго до видимого її зміни. Факт передчуття змін погоди деякими людьми досить добре відомий в медицині. З приводу фізичної природи агента, відповідального за описані реакції, Н.А.Темур'янц узагальнені думки ряду авторів, які передбачають, що таким агентом є ЕМП, що виникають на кордонах атмосферних фронтів і, природно, випереджальних наступ самого фронту.

В результаті спільних робіт групи вчених ІЗМІРАН [С. А. Голишев, А. Е. Левітін, Ст. Н.Ораевский], ІКД РАН [Т. К. Бреус і співавт.] і працівників Кардіологічного наукового центру РАМН [Ф. В. Комарів, С. В. Рапопорт і співавт.], була встановлена статистично достовірна зв'язок аномального зростання кількості серцево-судинних катастроф та функціональних розладів з короткочасними сплесками негативною (спрямованої на південь) вертикальної компоненти ММП Вz поблизу орбіти Землі. Розвиваючи биомагнитную гіпотезу С. М. Мансурова, автори ввели в практику таке поняття як "електромагнітна погода", можливість та приклади її класифікації за ступенем биотропности, а також розробили методики контролю і прогнозу класів електромагнітної погоди, надають негативний вплив на організм людини. Дослідження, проведені на великих контингентах хворих, показали, що ця зв'язок поширюється і на людей, що мають інші захворювання.

Досліджуючи вплив гелиогеофизических факторів на медичні показники та аналізуючи їх взаємозв'язок на великому масиві експериментальних даних, Н.П.Сергієнко і співавт. запропонували в якості провісників зміни стану здоров'я людини (з випередженням у приблизно в одну добу) використовувати моменти початку магнітних та іоносферних збурень.

Співробітниками Лабораторії магнітобіології при Відділенні реанімації та інтенсивної терапії Центральної клінічної лікарні (ЦКЛ) №3 МПС під керівництвом Ю. І. Гурфинкеля спільно з вченими ІЗМІРАН в період геомагнитосферных збурень і бур проводилися дослідження капілярного кровотоку (КК) у хворих на ішемічну хворобу серця (ІХС) неинвазионными методами. Результати спостережень свідчить про важливої ролі геліо - і геомагнітних факторів в патогенезі ІХС, у реалізації її прихованих форм в явні від стенокардії у всіх її варіантах до НИМ. При всьому різноманітті впливів геомагнітних збурень на організм два фактори представили найбільший інтерес, оскільки очевидною виявилася їх взаємозв'язок і вплив на перебіг патологічного процесу у хворих на ІХС.

Перший фактор - серцево-судинна система. Стенокардитические напади спостерігаються в два рази частіше в магнитовозмущенные дні, ніж у дні з малої магнітною активністю. Це добре підтверджується дослідженнями, проведеними Т. В. Андронової c соавт.,які проаналізувавши понад 30 тис. випадків смерті від серцево-судинної патології за дворічний період, прийшли до висновку, що кількість померлих раптово від ЇМ збільшується від 1,25 до 1,5 рази в дні, коли магнітне поле обурене. Виявлено також, що максимальна кількість раптових смертей від ІМ у середньому за всі роки припадає на другу добу після геомагнітних збурень.

Гелиогеофизические чинники справляють істотний вплив на виникнення, перебіг та наслідки захворювання, особливо у осіб старше 50 років. ЇМ, що виникають у несприятливі за гелиогеофизическим факторів дні, відрізняються більш важким перебігом, частіше супроводжуються ускладненнями (кардіогенний шок, набряк легенів, розрив серця) і підвищеною летальністю. На залежність раптової кардіологічної смерті від рівня геомагнітної активності вказує також М. Філіппов з співавт. Були проведені дослідження впливу геомагнітних збурень на хворих хронічною ІХС за показниками фізичної працездатності. Найбільше зниження толерантності до фізичних навантажень було зареєстровано в день розвитку МБ на наступну добу. Є також експериментальні дані, що вказують на зміну функціонального стану серця тварин під час МБ і під дією ЕМП близьких до природних.

Другий фактор - вплив геомагнітних збурень на кров. При підвищенні возмущенности магнітного поля час згортання крові зростає [В. П. Пяткіна і співавт.]. Зростає також кількість тромбоцитів. Відзначено також наявність кореляційних статистичних зв'язків добових показників кількості тромбоцитів, протромбінового часу, толерантності плазми до гепарину з сонячною активністю. У хворих з ІХС схильність до гіперкоагуляції і активізації фібринолізу реєструються в день розвитку геомагнітного збурення, а також у перші два дні після нього. Тому в періоди геомагнітних збурень реєструється збільшення числа як тромбоемболічних, так і геморагічних ускладнень. Як підкреслюють автори проведених досліджень, зміни в системі гомеостазу тим значніший, чим інтенсивніше МБ.

Все вищевикладене дало підставу припустити можливість впливу МБ на КК хворих, що страждають ІХС. Такого роду дослідження проводилися Ю. І. Гурфинкелем з співавт. з 1990 по 1996 рр. У 144 пацієнтів з ІХС було показано, що в день МБ спостерігаються поява сладж-феномену, переваскулярные зміни, уповільнення швидкості КК аж до стазу. Спостереження показали, що в ряді випадків погіршення КК настає на другий і на третій день після початку МБ. Отримані результати досліджень дозволили виявити важливий механізм впливу геомагнітних збурень на КК вважаючи, що МБ, впливаючи на магниторецепторы центральні та органні, інформує" адаптаційну систему, до якої належать, зокрема, гіпоталамус, що має у своїй структурі катехоламінові включення, і наднирники. Це веде до появи в крові гормонів адреналіну, відповідального за активізацію системи згортання, підвищення агрегації, спазму приносять в судинах мікроциркуляторної мережі. Таке припущення спирається на дані, отримані Дж.Киршвинком і співавт., виявили наявність феромагнітного матеріалу з високою коэрцитивностью в мозку і в надпочениках людини. На наявність магниторецептора вказують також оригінальні дослідження Ст. Н.Михайлівського з співавт., відпрацювали у людини умовний рефлекс на включення магнітного поля з амплітудою 200 нТл в частотному діапазоні від 0,01 до 10 Гц (тобто, частоти і напруженість магнітного поля, які характерні для природних геомагнітних збурень).

Результати досліджень показують, що погіршення показників КК у хворих на ІХС відзначається не тільки в день початку МБ, але і в наступні 2-3 доби. У хворих, які переносять ЇМ, ступінь вираженості реакції микрососудистых змін на геомагнітні збурення вище, ніж у хворих на стенокардію. Кількість хворих ІХС з реакцією КК на возмущенность ГМП в 2,5-3 рази перевищує кількість реагують на зміни атмосферного тиску. Погіршення показників КК у хворих на ІХС відзначається за добу-дві до зміни самого атмосферного тиску.

Таким чином, у людей, що страждають ІХС, основною стає проблема оборотності цих патологічних процесів. Слід зазначити, що незважаючи на проведені дослідження, остаточних відповідей на всі питання, пов'язані з магниторецепцией у людини, поки не отримано.

3. Питання створення необхідного інструментарію.

МБ є наслідком впливу сонячного вітру на магнітосферу Землі під час спалахів на Сонці і супроводжується швидким (протягом від одного до десятків годин) зміною магнітного поля на поверхні Землі з амплітудами від 100 до 500 нТл і більше. Нормальні добові варіації МПЗ, наприклад, в середніх геомагнітних широтах, при цьому не перевищують 50...80 нТл. Існуючий довгостроковий прогноз МБ, що публікується в різних газетах, розходиться з реальними даними (!), що не дає можливості ефективно проводити попереджувальні дії (наприклад, прийом ліків і зниження навантажень для хворих, зміна часу проведення операції, попередження водіїв автотранспорту про підвищену небезпеку водіння, зниження навантаження в електричних та газових мережах тощо). З приводу публікуються в. І. Хаснулиным прогнозів "несприятливих днів" добре сказано в монографії Ю. Р. Мізунь: "...В даний час прогнозують дію різних факторів окремо, часто нагромаджуючи в одну купу безглузді речі... його прогнози враховують все: і магнітні бурі, і сонячну активність, і міжпланетне магнітне поле, і багато іншого. Широка публіка була свідомо введена автором у оману, а фахівці, які розуміють, що це просто обман, були обурені...В даному випадку ми мали справу зі свідомим обманом з метою підвищити рейтинг прогнозів, ....і автора".

Необхідність приймати заходи захисту від впливу МБ в першу чергу диктує потребу в коштах її виявлення в реальному масштабі часу в умовах великого промислового міста з сильними штучно створеними ЕМІ і перешкодами, амплітуда яких може досягати 1...10 мкТл і більше [Б. П. Григор'єв і співавт., А. М. Селіванов і співавт., А. М. Сердюк, М. І. Руднєв і співавт., М. Р. Шандала та ін ].

Відомо [Ю. А. Холодів і співавт.], що рівень перешкод з частотою мережі в звичайних лабораторних умовах або в умовах міських лікарень і клінік може перевищувати варіації природного ГМП і біомагнітні поля у тисячу і більше разів. Перешкоди від електрифікованого транспорту мають імпульсний характер [Л. В. Меркулова, Р. В. Соколов та співавт.] і складають по амплітуді десятки нТл на відстані в сотні метрів. Спектральний склад міських перешкод практично перекриває спектри всіх відомих сигналів від біооб'єктів. Максимум спектра варіацій ГМП зазвичай припадає на область періодів порядку діб (амплітуди близько 30...50 нТл в залежності від геомагнітної широти місця спостереження) з різким зменшенням в області коротких періодів (амплітуди близько 50...100 втл, період 1 с). При цьому, під час сильних МБ МВ [А. В. Гульельми і співавт.] спектр геомагнітних варіацій зміщується в область коротких періодів.

До недавнього часу вважалося, що виявити проистекание МБ можна лише в місцях з порівняно спокійним магнітним полем, без сильних промислових перешкод. Дослідження, проведені Ст. Ст. Любимовим з співавт. у ІЗМІРАН, показали принципову можливість застосування діагностичних магнітометрів (ДМ), виконаних на базі феррозондовых магніточутливих датчиків (МЧД), в умовах міста з великим рівнем електромагнітних перешкод.

В якості першого кроку на шляху створення засобів захисту людей від биотропного впливу ЕМП, були проведені ініціативні роботи і дослідження, метою яких було створення надійних і недорогих серийнопригодных приладів для виявлення МБ в умовах з великим рівнем техногенних перешкод і шумів, для проведення локального моніторингу в лікарнях, клініках, у зонах відпочинку, у житлових і виробничих приміщеннях. За результатами проведених робіт отримано ряд позитивних відгуків про проведення клінічних випробувань ДМ. Протягом 6-ти останніх років один з ДМ (ДМП-1) пропрацював в безперервному режимі в ЦКЛ No.3 МПС, де Ю. І. Гурфинкелем з допомогою співробітників ІЗМІРАН була організована безперервна служба спостереження за навколишнім електромагнітною обстановкою в реальному часі, що дозволяє постійно знати і мати власні дані, аналізувати поточну возмущенность магнітного поля і своєчасно проводити терапію магнитозависимых хворих. У процесі проведених експериментальних робіт А. А. Халезовым були створені спеціальні комп'ютерні програми, що дозволяють проводити кореляційний аналіз отриманих медичних і геофізичних даних.

Робилися й інші аналогічні спроби організації служби стеження за геомагнітної обстановкою в клініках. Так, у жовтні 1992 р., один з ДМ (МФ-04 MAGIC) був встановлений у приміщенні НДІ курортології і фізіотерапії р. в Кисловодську, в лютому 1995 р. ДМ (МФ-01) був встановлений у приміщенні відділення гастроентерології Кардіологічного наукового центру РАМН р. в Москві (за адресою Погодинская вул. 5 ) у проф. С. В. Рапопорта, а в травні 1997 р.,- також р. в Москві, в клініці у проф. Ю. І. Воронкова (за адресою вул. Габричевского 7 ) був встановлений аналоговий ДМ (МФ-01) і були проведені магнитометрические роботи по картуванню приміщення МСЧ-10. Роботи по стеженню за геомагнітної обстановки тут також велися в реальному масштабі часу.

В результаті проведених досліджень був розроблений ПЕРЕЛІК необхідних рекомендацій щодо створення необхідних ДМ для клінік, для зіставлення отриманих даних з результатами медичних досліджень, підготовлені ТЕХНІЧНІ ПРОПОЗИЦІЇ, що містять різні підходи до проблеми та різні варіанти створення сучасних приладів. Слід зазначити, що з 1995 р. почали з'являтися публікації про створення в різних містах як окремих приладів [А. А. Заруцький і співавт., В. Ю. Кирилов і співавт., Н.А.Несмеянов та ін.], так і діагностичних комплексів для контролю параметрів навколишнього Середовища [А. В. Путивинский і співавт., Р. В. Соколов і співавт., Т. Ф. Петерсон].

В інституті вищої нервової діяльності й нейрофізіології АН Росії з 1976 року досліджуються магнітні поля людини[М. Н.Ліванов і співавт.] за допомогою магнітометра оптичної накачки, створеного в ІЗМІРАН. Відомо, що нові наукові дані добуваються зазвичай у міру вдосконалення методів дослідження. Досягнення високої чутливості відкрило можливість розробки А. Н.Козловим і співавт. градіентометра з малою базою (близько 5...6 см) для проведення біомагнітних досліджень, вимірювання магнітних полів людини, зокрема його магнитокардиографии (магнитокардиограммы, магнитоэнцефалограммы, магнитоокулограммы, магнитомиограммы), магнитопневмографии (дослідження магнітного забруднення легких), надлишку заліза в печінці і т. п. Прилад був запатентований авторами в різних країнах світу.

Слід зазначити, що практика використання приладів з високою чутливістю при проведенні біомагнітних досліджень вимагає проведення скрупульозних попередніх вимірювань рівня магнітних перешкод у місці вимірювання, зняття топології магнітного поля, дотримання правил "магнітної гігієни" на місці або поблизу місця установки МЧД, застосуванням методів екранування приміщень. І це не завжди вдається зробити, особливо при проведенні робіт в умовах міста.

Різноманіття магнитобиологических досліджень і створених в ІЗМІРАН типів магнітометрів дозволяє зупинитися на тому, який оптимально відповідає поставленій задачі досліджень. Тому в 1990 р. в ІЗМІРАН народилася ідея створення простих, недорогих приладів для оснащення медичних установ, здатних відображати процес зміни природного магнітного поля в часі. У процесі створення приладів авторами було введено нове поняття і створений новий клас ДМ -індикатори магнітної бурі (ІМБ). Виготовлені в період з 1992 по 1995 рр. (в результаті проведених ініціативних робіт, ДКР і НДДКР) моделі ІНДЕКС вийшли малогабаритними, досить простими в експлуатації і обслуговуванні. Досвідчені зразки ряду приладів пройшли клінічні та лабораторні випробування дослідних центрах та організаціях. Накопичений досвід використання ДМ і ІМБ різних типів і конструкцій на основі феррозондовых датчиків в клініках, показав принципову можливість застосування створеної магнітометричної апаратури в умовах з досить великим рівнем техногенних електромагнітних перешкод [Т. А. Гусєва і співавт., В. о. Любимов і співавт.], експериментально показана можливість і необхідність реєстрації МБ в умовах клініки.

На початку 1996 р., у розвиток раніше проведених робіт і при науково-методичному керівництві ІЗМІРАН, Науково-виробничою фірмою (НПФ) "ІМПЕДАНС" був створений дослідний зразок малогабаритної цифрової системи збору інформації:реєстратор магнітної активності (РМА) IDL-04, призначеної для накопичення і зберігання інформації, що надходить від різних датчиків з восьми аналогових ліній [А. С. Звєрєв і співавт.]. Прилад має сучасний дизайн і дозволяє вирішувати ряд наукових і дослідницьких і прикладних задач в геофізиці, медицині і магнітобіології. РМА IDL-04 реалізує оригінальний алгоритм роботи, який дає змогу, використовуючи отримані в темпі експерименту дані, сигналізувати про МВ і МБ, розраховувати і візуалізувати індекс магнітної активності на основі пошуку, виявлення і визначення днів зі спокійною геомагнітної обстановкою. Використання РМА дозволило в ЦКЛ No.3 МПС на основі персонального комп'ютера (ПК) створити власний банк даних з моніторингу навколишнього середовища та реєстрованих МБ в умовах міста. В результаті проведених методичних робіт В. Х. Кириаковым створено пакет оригінальних комп'ютерних програм, що дозволяють проводити цифрову фільтрацію отримуваних даних в умовах, де рівень техногенних електромагнітних перешкод і шумів у кілька разів перевищує рівень реального сигналу.

В даний час у відділенні ЕПОС ІЗМІРАН ведеться активна робота по створенню ДМ і накопичувачів інформації нового покоління для використання їх як у медичних установах, так і для індивідуального користування, що дозволяють візуалізувати, автоматизувати і максимально спростити процес отримання інформації. Підготовлені і чекають кілька фінансування проектів сучасних приладів, які можуть бути використані для проведення електромагнітного моніторингу навколишнього середовища і обстановки при проведенні дослідних робіт у локальних приміщеннях. Нові моделі приладів відрізняються сучасним дизайном, застосуванням останніх досягнень мікропроцесорної техніки, дешевизною (в порівнянні з аналогічними моделями зарубіжних приладів), простотою та зручністю в експлуатації і обслуговуванні.

4. Питання захисту від впливу ЕМП.

Як було зазначено вище, МБ є наслідком впливу сонячного вітру на магнітосферу Землі і цей вплив призводить до зміни інтенсивності магнітного поля на поверхні Землі до декількох сотень нТл. Але, що цікаво! Людина, входячи, наприклад, в будинок залізобетонної конструкції, піддається зміні магнітного поля в кілька тисяч нТл і не відчуває такого впливу на свій організм, як при МБ. Дослідження в цій області показують, що механізм впливу на людину далеко не ясний. Відомі методи лікування впливом сильних постійних полів, а також вплив на живі організми слабких по напруженості (частки ерстеда) низькочастотних змінних полів, частота яких безперервно змінювалася від 0,01 до 200 Гц. Багато дослідників надають важливе значення неоднорідності магнітного поля і співвідношенням величини неоднорідності поля і його напруженості [Ст. А. Друзь, А. М. Сердюк та ін]. Висловлюються думки, що на результат біологічного експерименту може впливати напрямок магнітних силових ліній. Таким чином, питання, що ж все-таки впливає на організм людини при МБ, залишається відкритим.

Для систематизації наявних експериментальних даних, їх зіставлення і порівняння, дуже важливо знати залежність біологічних ефектів від параметрів ЕМП. У повному вигляді ці залежності залишаються невивченими, але накопичена до цього часу інформація дозволяє зробити висновок, що для даних умов досвіду біологічний ефект ЕМП при малої і помірної напруженості залежить від частоти.

Деякими дослідниками і раніше робилися припущення щодо частоти і амплітуди змінних магнітних полів, про можливу появу в гармонійному спектрі при МБ так званих "прицільних" частот з амплітудами достатніми, щоб взаємодіяти з власним магнітним полем живої клітини, якщо її можна грубо представити в якості якогось високодобротного коливального контуру. Такими частотами можуть слугувати, на думку В. О. Троїцькій, шумановские резонанси (8, 14, 20, 26 Гц і т. д.), які вважаються "звичними електромагнітними хвильовими сигналами Середовища проживання людини" і можливим проявом відповідь на них реакції, вираженої наявністю приблизно тих же частот ритмів головного мозку. При частотах, що збігаються або дуже близьких до власним частотам живої клітини, остання може сприймати діючу енергію (діючи при цьому як налаштований приймач). Мабуть при цьому можуть відбуватися якісь зміни в роботі клітини. Дослідникам вдалося виділити два типи сигналів, що впливають на функціональну рухливість центральної нервової системи людини протилежним чином [Н.А.Темур'янц і співавт.]: регулярні (синусоїдальні) сигнали з частотою 8...9 Гц, які призводять до зменшення часу реакції людини на оптичний сигнал, і іррегулярні коливання в смузі частот 2...6 Гц, які збільшують приблизно на 8% час реакції. В. А. Троїцька і співавт. припускають, що коливання магнітного поля в часі можуть бути як позитивним так і негативним фактором впливу на біологічні об'єкти, при цьому необхідно знати і враховувати початкові умови (тобто ситуацію до виникнення МБ). Біотропного ефекти, залежно від частоти ЕМП, були скрупузезно вивчені В. Б. Макєєвим з співавт. для змінного магнітного поля в смузі частот 0,01...100 Гц. З'ясовано, що "спектр дії змінного магнітного поля являє собою систему біологічно активних смуг, причому частоти, відповідні цим биотропным смугах, рівні: 0,02; 0,06; 0,5...6; 8...12; 80 Гц.

Є припущення, що нервова система першою реагує на МБ [Ф. Я. Ашкалиев і співавт., В. С. Іванов]. Дослідження, проведені в Росії і в Японії, показали, що під час МБ число автодорожніх пригод збільшується (приблизно на 20%), причому відразу у всіх містах [В. Р. Сидякін і співавт.]. Може бути, це явище пов'язане з впливом змінних полів на біоструми мозку, що викликають порушення його роботи. У зв'язку з цим необхідно провести порівняльні дослідження спектру частот змінних ЕМП в спокійні дні, під час МБ і геомагнитосферных збурень в широкому діапазоні частот і на високих чувствительностях, з метою виявлення його змінної частини. Отримана інформація буде корисною у виборі частот дослідження, покаже, на скільки змінюється енергія спектру, що саме по собі дуже важливо і цікаво (Наприклад, томський дослідник Р. Ф. Плеханов припустив, що інформаційним впливом на організм володіють сигнали будь-енергетичної природи інтенсивністю від 0,000001 мкВт/м до 0.01 Вт/м.). Якщо такі частоти або спектр частот буде визначено, то в подальшому можна вжити заходів щодо захисту людини від впливу ЕМП за допомогою активних компенсаторів та пасивних пристроїв фільтрації.

Як же захиститися від "шкідливих" частот ЕМП, коли і чи взагалі потрібно це робити? При екрануванні ЕМП ми стикаємося з досить серйозними проблемами методичного характеру, які часто залишаються неподоланими [Е. А. Литвиненко і співавт., Н.В.МАксименко та співавт.]. Наприклад, для того, щоб отримувати однозначні трактування серій однакових дослідів, при екрануванні ЕМП в певному (або в цілому) діапазоні частот, необхідно, щоб всі без винятку інші екологічні параметри навколишнього досліджуваний об'єкт Середовища залишалися без змін [Т. В. Старостіна та співавт.]. Ще в 1962 р. Дж.Пиккарди, виявивши ефекти впливу електромагнітного екранування на деякі процеси тестових реакцій, відзначав, що через методичних труднощів досліди не завжди піддаються однозначній інтерпретації.

Аналіз результатів дослідів різних дослідників, які застосовували магнітні екрани, призводить до висновку, що ефекти екранування обумовлені в більшості випадків зміною спектра ЕМП в экранируемом обсязі. Наприклад,З. Н.Нахильницкая і співавт. і Halpern M. H. і співавт. вважають, що при тривалому перебуванні в умовах ізоляції від зовнішніх ЕМП розвиваються різноманітні і глибокі функціональні порушення. А. В. Сосунов з співавт., на підставі великої кількості експериментальних даних, дійшли висновку, що екранування збільшують час згортання людської крові та суттєвим чином впливає на швидкість осадження еритроцитів.

Питання захисту від впливу ЕМП в технічному сенсі не нові і в області техніки існує досить багато засобів і методів вирішення цієї проблеми [див., наприклад, роботи Ст. Л. Введенського з співавт., В. К. Осипович з співавт., Т. В. Старостиной з співавт., М. Р. Савіна та ін]. Відомо, що для зниження напруженості помехонесущих постійних магнітних полів і ЕМП широкого частотного спектра використовуються різні способи пасивного захисту. Так при екрануванні однорідних полів, якими є, в нашому випадку, природні ЕМП, оболонками простих геометричних форм, поле за екраном не спотворюється, а при екрануванні неоднорідного поля, структура якого залежить від координат простору (техногенні поля), екрануючі властивості пасивного екрану будуть змінними і залежати від місця розташування джерела поля щодо екрануючої оболонки та його (поля) орієнтації. Складність побудови екрануючих систем (ЕС) в умовах промислового міста полягає в тому, що особливості вирішення ЕС не дозволяють виготовляти оболонки простих геометричних форм, а, отже, і зробити реальну теоретичну оцінку ефективності екранування напруженості електричного і магнітного полів, які, як відомо, при проходженні через екран послаблюються по-різному. Тому для оцінки ефективності екранування необхідно проводити безпосередні вимірювання всередині створеної ЕС.

Вперше ідея створення екранованої палати (ЕП) була висловлена А. Л. Чижевським. В даний час відомо досить багато проектів екранованих кімнат-магнітних камер для боротьби з магнітними шумами, порівняно невеликій вартості, побудованих у різних країнах [Скотт Р. Н. і співавт., Введенський Ст. Л. та співавт., Erne S. N. et al., Kelha V. O., Mager A. Stroink G. et al. та ін], які використовуються для проведення біомагнітних досліджень, захисту персоналу й операторів від радіовипромінювань в аеропортах, у військовій техніці, проте проектів екранованих кімнат для медичних установ відомо небагато. В якості прикладів можна привести кімнату для проведення клінічних досліджень в умовах госпіталю, побудовану у Франції [Bercy C. et al.],магнитоэкранированную кімнату, створену А. Н.Гетманцом і співавт., а також ЕП, створені на кафедрі медичної техніки Грузинського Технічного університету під керівництвом професора О. К. Хомерікі.

У 1991 р. ЕП була створена на базі Відділення реанімації та інтенсивної терапії ЦКЛ No.3 МПС. ЕП складається з двох основних відділень: кімнати для проведення досліджень і допоміжної кімнати - тамбурного тунелю, службовців для проведення наукових досліджень, так й одночасно є засобом для електромагнітної захисту важко хворих людей, що знаходяться в лежачому стані. Застосування двошарових екранів дозволило отримати ефект ослаблення природного ЕМП всередині палати приблизно в 4,5...5 разів [Ю. І. Гурфінкель і співавт.]. Проведені співробітниками ІЗМІРАН дослідження з визначення просторового градієнта постійного магнітного поля всередині ЕП (у місці розташування пацієнта) виявили реальну структуру поля, яка виявилася досить неоднорідною.

Проведені Ю. І. Гурфинкелем з співробітниками дослідження з великою групою магніточутливих пацієнтів - хворих людей, які страждають на ІХС (понад 30 осіб), показали, що використання ЕП як укриття на час геомагнітних збурень і бур позитивно позначається на самопочутті пацієнтів, зменшує або припиняє стенокардитические напади, сприяє нормалізації частоти серцевих скорочень і артеріального тиску, показників мікроциркуляції. Створення ЕП в умовах клініки стало першим кроком і досвідом на шляху розробки і вдосконалення методів і апаратури для захисту магніточутливих пацієнтів від впливу геомагнітних збурень, природних і штучно створених ЕМП.