Ионизирующие и электромагнитные излучения и их воздействие на организм человека, страница 12

3) Влияние КВЧ излучения носит частотно-селективный характер. Природа резонансов, соответствующих максимальному биологическому эффекту, пока не ясна.

4) Биологический эффект КВЧ излучения имеет кумулятивный (накопительный) характер. Положительный эффект в медицинских процедурах достигается за время воздействия от 15 до 60 минут, что свидетельствует о вовлечении в процесс медленных биохимических реакций.

Вопрос о физических механизмах воздействия слабого КВЧ излучения на организм остается не решенным.  К настоящему моменту в литературе  выдвинуто множество гипотез, наиболее перспективными, на наш взгляд, являются следующие [16, 17, 18]:

─ внешние ЭМИ возбуждают акустоэлектрические колебания КВЧ диапазона, которые индуцируют конвективное перемешивание облучаемой жидкости и приводят к увеличению транспорта ионов в меж- и внутриклеточной жидкости, а также к увеличению скорости протекания жидкости в капиллярах;

─ имеет место резонансное взаимодействие КВЧ излучения с частотами недавно открытых водных кластеров (50-70 ГГц), при этом волны распространяются практически без потерь и могут проникать на значительную глубину;

─ имеет место явление стохастического резонанса, которое в нелинейных системах приводит к усилению действия слабого внешнего сигнала в присутствии значительного теплового шума [17, 19].

Отметим, что решение проблемы воздействия КВЧ излучения низкой интенсивности имеет принципиальное значение и для понимания механизмов воздействия излучений низкой и сверхнизкой интенсивности других частотных диапазонов.

3.4   Влияние ЭМИ на клетки

Клетка является структурной и функциональной единицей биологических тканей. Протекающие в организме процессы слагаются из совокупности скоординированной деятельности клеток, причем электрические поля являются нормальным фактором функционирования биологических клеток. В этих условиях электростатические и низкочастотные внешние поля могут оказать существенное влияние лишь при достаточно высокой напряженности, и приводят к следующим явлениям [21, 22]:

1) электрический пробой ─ резкое увеличение трансмембранного тока, разрушающее клетку;

2) электропорация ─ явление обратимого пробоя, которое состоит в восстановлении проводимости мембраны, а само явление пробоя можно наблюдать неоднократно;

3) электрослияние мембран, приводящее к деформации клеток;

4) движение клеток в электрическом поле ─ электрофорез;

5) электротрансфекция ─ введение в клетку чужеродной ДНК;

6) электроактивация мембранных белков.

Клетки различаются размерами, формами и функциями. Поэтому, также как и отдельные органы, различные клетки имеют различные собственные частоты. Воздействие внешних ЭМИ соответствующей (резонансной) частоты может привести к существенным изменениям в работе клетки. При оценке воздействия высокочастотных полей, следует иметь в виду, что клетка представляет собой сложное образование, заключенное в оболочку (мембрану). Среда, окружающая клетку, среда внутри клетки, и мембрана имеют различные величины относительной диэлектрической проницаемости. Чтобы оценить диапазон резонансных частот для клеток, рассмотрим кратко их геометрические и электрические параметры (табл. 3.2).

Таблица 3.2. Геометрические и электрофизические характеристики клетки (по данным [23])