Вода и излучение СВЧ- и КВЧ-диапазонов

Важную роль во взаимодействии КВЧ-излучения и биологических объектов играет вода – основной компонент живых систем, составляющий 65 – 80% массы тела человека, которая выступает широкополосным поглотителем ММ-волн. Считается, что КВЧ-излучение практически полностью затухает в покровных тканях организма на глубине 0,5 – 0,7 мм. В работе Н. И. Синицыной et al. (1998) обсуждается новый физический механизм высокой чувствительности водосодержащих биологических объектов к слабым электромагнитным полям. Этот эффект связан с открытием саратовскими физиками собственных резонансных частот у водных кластеров, лежащих в диапазоне частот примерно 50 – 70 ГГц. При облучении биологических объектов слабыми электромагнитными волнами на этих частотах имеет место захват молекулярными водными осцилляторами частоты внешнего сигнала и усиление по типу синхронизированной генерации. Волны на этих частотах распространяются в водных средах с очень малыми потерями и, следовательно, могут проникать на большую глубину. Было обнаружено, что находящиеся в водных растворах гидратированные ионы калия и натрия имеют неодинаковую чувствительность к ММ-излучению разных частот (Кудряшова В. А. et al.). Так как многие процессы в клетках зависят от работы калий-натриевого насоса, с помощью КВЧ можно на них воздействовать. Вследствие своих физических характеристик ММ-волны могут воздействовать на вращательные степени свободы молекул и влиять на их конформационные состояния. Это может приводить к изменению функциональной активности биомолекул и, соответственно, к изменению скорости биохимических реакций. ЭМИ КВЧ приводит к изменению гидратных оболочек биополимеров и даже ДНК (Калантарян В. П., Бабаян Ю. С., 2009).

Особенности КВЧ-излучения

По мнению Лебедевой Н. Н. et al. (1992), первичной молекулярной мишенью при воздействии ММ-волн являются рецепторные белки на клеточных мембранах. Воздействие на них осуществляется через молекулы связанной с ними воды, вследствие чего белки переходят в функционально активное состояние и оказывают влияние на метаболические процессы в клетках. Подтверждением этого подхода служат изменения физико-химических свойств крови больных и липидного состава клеточных мембран под действием КВЧ-излучения (Рубин В. И., Мельникова Г. Я., 1992). В силу того что большинство процессов, происходящих в живом организме, зависит от работы калий-натриевого насоса в клетке, с помощью КВЧ-сигналов принципиально возможно управлять различными процессами в организме.

Особенности взаимодействия ЭМИ КВЧ с биологическими объектами:

– Только волны в КВЧ-диапазоне, по-видимому, могут создавать так называемые акустоэлектрические волны в бислойных мембранах клетки, что может привести к сильному влиянию на все функции клетки (Девятков Н. Д., Голант М. Б., Бецкий О. В., 1991).

– Миллиметровые волны (ММ-волны) значительно сильнее волн других диапазонов поглощаются в содержащей большое количество воды коже человека (Кудряшова В. А., Завизион В. А., Бецкий О. В., 1999).

– Размеры микроанатомической неоднородности кожи оказываются соизмеримыми с длиной волны КВЧ-излучения, что может привести к изменению рассеивающих свойств микронеоднородностей кожи. Все это обуславливает сильную частотную зависимость биологического эффекта. При этом взаимодействие имеет узкорезонансный характер (Андреев Е. А., Белый М. У., Ситько С. П., 1984).

– Происходит значительное поглощение ММ-волн в атмосфере земли (парами воды, молекулярным кислородом), что могло способствовать защите живых организмов в процессе эволюции от возможных внешних электромагнитных полей (Бецкий О. В., Девятков Н. Д., Кислов В. В., 1999).

Перечисленные свойства могут быть объяснены с точки зрения нелинейности и неравновесности живых систем. Качественно новые динамические структуры проявляются за счет неравновесного фазового перехода (Хакен Г., 1991). Основной загадкой ЭМИ КВЧ остается резонансная зависимость биоэффектов.

Собственное КВЧ-излучение в организме человека

Установлено, что в случае функциональных нарушений организм человека приобретает чрезвычайно высокую, резонансно зависящую от частоты и локализованную на поверхности тела чувствительность к ЭМИ КВЧ (Андреев Е. А., Белый М. У., Ситько С. П., 1984). Одними из первых начали разрабатывать подход к объяснению механизмов воздействия КВЧ-излучения на живые организмы Н. Д. Девятков, М. Б. Голант et al. (1991). Основные идеи данного направления можно представить следующими положениями: живые организмы излучают волны в КВЧ-диапазоне; собственное КВЧ-излучение используется живыми организмами для целей управления и регулирования восстановительными и приспособительными процессами в организме; излучение организмов в норме и при патологии разное, и излучение терапевтического аппарата, имитируя собственное излучение биологического объекта, оказывает синхронизирующее воздействие, в результате которого восстанавливается нормальное по спектру и мощности излучение, свойственное здоровому организму. В случаях появления внешнего, нарушающего функционирование клеток фактора запускается система поддержания гомеостаза: в бислойных липидных мембранах клеток возбуждаются акустоэлектрические колебания, возникают временные структуры из белковых молекул, которые способствуют восстановлению нормального функционирования клеток и играют роль антенных систем. В этом случае информационно-управляющая роль ЭМИ КВЧ особо значима (Голант М. Б., Мудрик Д. Г., Реброва Т. Б., 1991).

В соответствии с подходом, разработанным ИРЭ АН СССР (Лебедева Н. Н., Тарасова О. П., Холодов Ю. А., 1992), первичной молекулярной мишенью при воздействии ММ-волн являются рецепторные белки на мембранах клетки. Воздействие на рецепторные белки осуществляется через молекулы воды, которые в основном и поглощают КВЧ-излучение. Непосредственными приемниками КВЧ-излучения являются молекулы свободной воды, которые часть своей энергии передают молекулам связанной, гидратной, воды. Принципиальным для запуска биологического эффекта КВЧ-волн является критическая гидратация белков, при которой белки из функционально пассивного переходят в функционально активное состояние. Рецепторные белки, испытавшие фазовый переход, оказывают решающее влияние на метаболические процессы, происходящие в клетках. Подтверждением этого подхода служит анализ биохимических сдвигов в крови больных ИБС, который позволил выявить изменение физико-химических свойств крови и липидного состава биологических мембран под воздействием КВЧ-излучения (Рубин В. И., Мельникова Г. Я., 1992).

Физиологическую концепцию КВЧ-эффекта выдвинул И. В. Родштат (1998). Согласно этой концепции, первичной мишенью КВЧ-излучения являются молекулы воды, связанные с белковыми структурами кожного коллагена. Электретное состояние коллагена и его пьезоэлектрические свойства обуславливают возбуждение чувствительного нервного волокна в кожных рецепторах – тельцах Руффини (Пасечник В. И., 1975). В зоне досягаемости КВЧ-излучения в коже располагается множество структур: кожные рецепторы, свободные нервные окончания, иммунокомпетентные клетки (Т-лимфоциты), микрокапиллярные кровеносные сосуды. После возбуждения кожных структур информация передается по обычным для организма каналам, связанным с защитной и регуляторной системами организма (Бецкий О. В., 1992). Далее возможно возбуждение преганглионарных синаптических нейронов боковых рогов спинного мозга и расположенных в вегетативных ганглиях нейронов, которые выделяют в синаптические щели и сосудистое русло адреналин, норадреналин и т. д.

Конец ознакомительного фрагмента.