Влияние магнитного поля
За последние 10 лет накоплено много данных о биологическом действии магнитных полей (МП). Хотя не все эти работы равнозначны по своей ценности, многие из них свидетельствуют о прогрессе в этой отрасли знания. В последние годы появился ряд обобщающих работ, в которых детально разбираются вопросы магнитобиологии.
Наличие биологического действия магнитных полей ныне в литературе доказано с документальной точностью. Биологические явления, связанные с воздействием МП, описаны на большом числе экспериментальных биологических объектов. Сюда относятся бактерии, культуры клеток, насекомые, растения и другие организмы, так же как и млекопитающие, включая человека.
Для лучшего понимания биофизических механизмов действий МП на живые организмы представляется целесообразным рассмотреть ряд физических концепций. В отличие от внешних электрических полей (случай безконтактного действия) магнитные поля легко проникают в биологические структуры, так что весь организм испытывает на себе воздействие поля. В случае равномерного магнитного поля весь организм испытывает практически равномерное воздействие. В случае градиентного поля его воздействие постепенно усиливается от одной стороны биологического объекта к другой.
В табл. 6 представлен ряд возможных взаимодействий, которые, по современным представлениям, играют важную роль в биофизических механизмах биологического действия магнитных полей. Однако в литературе приведено мало прямых доказательств, свидетельствующих о значимости каждого из указанных механизмов. В случае неоднородных полей парамагнитные частицы могут притягиваться к более сильному полю, а диамагнитные — к более слабому полю; это явление невозможно в полях с равномерным распределением магнитной энергии. В случае воздействия переменных магнитных полей «непрямые» эффекты могут быть вызваны электрическим током, индуцированным магнитным полем.
О специфическом действии магнитных полей высокой и низкой напряженности на человека известно относительно мало. Исследования в области магнитобиологии в прошлом были направлены главным образом на определение влияния магнитных полей, отличных от геомагнитных, на животных, растения и простые химические системы. Этой теме посвящен один из обзоров.
Поскольку человек развивается в магнитном поле Земли, логично предположить, что удаление человека из этого окружения может нанести ущерб его здоровью. В литературе описано немного случаев воздействия ослабленного магнитного поля на организм человека. Накоплен определенный опыт в период проведения регламентных работ внутри колец с таким полем.
Таблица 6. Возможные механизмы биологического действия магнитных полей
Освидетельствование здоровья технического персонала, работающего большую часть времени в условиях воздействия ослабленного магнитного поля в течение нескольких лет не выявило заметных отклонений. Сводные данные по этому вопросу представлены в табл. 7.
Таблица 7. Влияние магнитных полей на человека
По мнению Бейшера, в условиях длительного воздействия (порядка нескольких суток — недель) наблюдаемые биологические эффекты, по-видимому, вызываются постепенным накоплением продуктов обмена в результате нарушения физического и биохимического равновесия. У животных, подвергавшихся воздействию магнитных полей умеренной напряженности (в диапазоне от 1000 до 10 000 гауссов) в течение от нескольких суток до нескольких недель, был выявлен ряд явлений биологического действия. Сюда относятся замедление роста, изменение гематологических показателей, морфологические изменения и замедленное заживление раны.
Высказывается мнение, что вышеупомянутые эффекты могут быть вызваны торможением процессов митоза, что быстроделящиеся опухоли могут оказаться особенно чувствительными к действию магнитных полей. Эксперименты на мышах, восприимчивых к опухолевым заболеваниям, дали многообещающие результаты, и по этой причине возможность использования магнитных полей в лечении раковых заболеваний человека должна стать объектом пристального внимания врачей.
Доказательство возможного мутагенного эффекта магнитных полей сомнительно. Клоуз и Бейшер не выявили каких-либо генетических отклонений в развитии дрозофилы, подвергавшейся воздействию полей с напряженностью до 120 000 гауссов в течение одного часа. Мюлей и Мюлей также не выявили каких-либо генетических последствий пребывания дрозофилы в магнитных полях с напряженностью от 100 до 4000 эрстед за период наблюдения от одного до трех поколений дрозофилы. С другой стороны, Тэйгенкамп, также проводивший наблюдения на дрозофиле, обнаружил мутации и отклонения в коэффициенте соотношения рождаемости особей различного пола у мух, подвергавшихся воздействию полей величиной до 520 эрстед на протяжении 24 час.
Таким образом, вопрос о возможном генетическом действии магнитных полей все еще остается открытым.
Имеются данные о том, что человек может переносить кратковременное воздействие магнитных полей высокой напряженности без каких-либо патологических эффектов. Это подтверждается опытом лиц, работающих в различных физических лабораториях в США, которые в процессе своей повседневной работы или в аварийных ситуациях подвергались воздействию магнитного поля с напряженностью до 20 000 гауссов в течение 15 мин. Единственными симптомами, выявленными в период пребывания людей в магнитном поле, были изменения вкусовых ощущений и появление нерезко выраженной зубной боли у ряда лиц с металлическими пломбами во рту. Явлений последействия отмечено не было. Лица, подвергавшиеся воздействию переменных полей, обнаружили зрительные ощущения, названные фосфенами. Принято считать, что эти ощущения являются результатом непрямого действия наведенных электрических токов.
Таблица 8. Предельно допустимые нормы для пребывания в магнитных полях, рекомендованные Стенфордским центром линейных ускорителей
Руководителями Стэнфордского центра линейных ускорителей рекомендован ряд предельно допустимых доз пребывания человека в магнитных полях. Указанные величины представлены в табл. 8. Они отражают как
результаты экспериментальных наблюдений, проведенных на животных, так и результаты тщательного обследования технического персонала Центра, подвергавшегося воздействию магнитных полей.
Новицкий и др. в своем обзоре приводят результаты обследования А. М. Вяловым 1500 специалистов, подвергнувшихся воздействию магнитных полей в процессе профессиональной деятельности. Эти специалисты провели в общей сложности 20—60% своего рабочего времени в условиях воздействия магнитного поля, напряженность которого в области рук составила величину 350— 3500 эрстед, а в области головы не более 150—250 эрстед. Автором был описан ряд «общих» симптомов, таких, как головная боль, жалобы на утомление, явление пониженного артериального давления и уменьшение числа лейкоцитов в циркулирующей крови. Был описан также ряд «специфических» эффектов, связанных с воздействием магнитных полей на руки у ряда специалистов. Эти «специфические» эффекты включают потливость ладоней кистей рук, высокую температуру кожных покровов, отек подкожных тканей и шелушение кожи на ладонной поверхности рук. На основе полученных данных Вяловым разработаны предельно допустимые уровни облучения людей магнитным полем, которые представлены в табл. 9.
Таблица 9. Предельно допустимые нормы для пребывания человека в магнитных полях, рекомендованные А. М. Вяловым
Эти уровни мало отличаются от аналогичных уровней, рекомендованных Стэнфордским центром линейных ускорителей для продолжительных воздействий магнитных полей на организм человека. Более низкие уровни предельно допустимого поля, его напряженности, по данным Вялова, по-видимому, являются следствием упомянутых выше симптомов «специфического» действия магнитного поля на руки специалистов.
Биологическое действие магнитных полей слабой напряженности
Обычный уровень геомагнитного поля на поверхности Земли составляет величину приблизительно 0,5 гаусса, или 50 000 гамм (1 гамма=10-5 гаусс), но оно несколько меняется в зависимости от географической широты и времени. Механизмы физиологического действия магнитного поля слабой напряженности, если это действие вообще существует, в литературе описаны недостаточно. Принципиально можно создать экспериментальную зону почти с полным отсутствием магнитного поля либо путем экранирования этой зоны, либо путем компенсации геомагнитного поля Земли. Исследования биологического действия подобных ослабленных магнитных полей представляют значительный интерес, поскольку а) они дают возможность исследовать неблагоприятное действие, связанное с отсутствием геомагнитного поля в процессе космического полета человека, и б) представляют научный интерес с точки зрения потенциальной физиологической роли нормального геомагнитного поля Земли на состояние организма человека.
В литературе описан ряд исследований, проведенных по изучению влияния ослабленных магнитных полей на различные биологические организмы, и открыт ряд явлений этого биологического действия. Обзор работ этого направления представлен в статье Коун-ли. Здесь будут представлены результаты исследований, проведенных только на человеке.
В ряде работ указывается на наличие тесных корреляций между состоянием здоровья человека и либо различными географическими вариациями геомагнитного поля, либо временными флуктуациями в магнитном поле данной географической зоны. Однако значимость этих корреляций до настоящего времени до конца не выяснена.
Описаны два очень сходных экспериментальных исследования, которые были проведены на добровольцах, находившихся в магнитных полях с напряженностью приблизительно в 50 гамм или меньшей. В общей сложности шесть испытуемых провели 10 суток в магнитном поле слабой интенсивности, указанной выше. Обследуемые лица не отметили каких-либо отклонений в состоянии здоровья и чувствовали себя хорошо. Для выявления потенциально возможных неблагоприятных последствий воздействия магнитного поля слабой напряженности в работах были использованы физиологические и психологические тесты, большинство из которых показало отрицательные результаты. Однако было выявлено достоверное изменение порога критической частоты слияния мельканий, или частоты, на которой мелькающий свет не может быть различим визуально от непрерывного света. Эти тонкие сдвиги в показателе критической частоты слияния мельканий не могут считаться индикатором неблагоприятного действия магнитного поля слабой интенсивности. Они, однако, свидетельствуют, о том, что отсутствие геомагнитного поля оказывает на организм человека биологическое действие и, по-видимому, длительное отсутствие геомагнитного поля вызовет более серьезные последствия.
В заключение следует указать, что статические магнитные поля в лабораторных экспериментах на животных в ряде случаев обнаруживали неблагоприятное действие, но в литературе мало данных о возможном неблагоприятном действии магнитных полей на человека в зависимости от напряженности магнитного поля, его градиента и длительности воздействия. Имея в виду недостаточность данных по этой проблеме, рекомендованные уровни предельно допустимого воздействия магнитным полем, разработанные в Стэнфордском центре линейных ускорителей (см. табл. 8) и на основе результатов обследования С. М. Вялова (см. табл. 9), могут рассматриваться лишь приблизительными, ориентировочными показателями, которые будут меняться по мере уточнения и получения новых данных. Мало известно о биологическом действии переменных магнитных полей на человека, и по этой причине в настоящее время не могут быть даны обоснованные рекомендации по предельно допустимым уровням воздействия на человека указанными полями.
Неблагоприятных биологических отклонений у лиц, подвергавшихся воздействию ослабленного магнитного поля в течение 10 суток, не наблюдалось. Однако получены данные, свидетельствующие о том, что обычное геомагнитное поле Земли играет определенную физиологическую роль в организме человека, значимость которой еще не установлена. Тем не менее выход человека за пределы обычного геомагнитного поля Земли должен считаться возможным фактором опасности в будущих космических полетах большой продолжительности.
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com