Введение к работе
Актуальность проблемы
Осознанный интерес к биологическому действию электромагнитных полей (ЭМП) определяется тем фактом, что ЭМП являются физическим фактором среды, который оказывает существенное влияние на живые организмы различного уровня организации. В настоящее время область биологических исследований, называемая электромагнитобиологией, связана с оценкой действия ЭМП на биологические объекты, выявлением возможных сенсоров ЭМП и изучением биофизическін механизмов действия ЭМП на живые системы. Особое место в электромашитобиологии занимают исследования биологических эффектов низкоинтенсивного электромагнитного излучения (ЭМИ) крайне высоких частот (КВЧ). Актуальность исследований изменений различных физиологических процессов в биологических системах под действием ЭМИ КВЧ низкой интенсивности связана с несколькими обстоятельствами:
- имеется много литературных данных об эффективном действии ЭМИ КВЧ
на биологические объекты различного уровня организации [Девятков и др., 1981;
Grandler et al., 1992]. В настоящее время биотропное влияние КВЧ-излучения не
вызывает сомнений. Однако, накопленный экспериментальный материал,
свидетельствующий о широком спектре биологических эффектов ЭМИ КВЧ, не
дает ответа на вопрос о биофизических механизмах действия КВЧ-излучения;
- успешное применение ЭМИ КВЧ в медицинской практике для
диагностики, лечения и профилактики большого числа заболеваний [Бессонов,
1997; Теппоне, 1997; Rojavin & Ziskin, 1998] может рассматриваться как один из
факторов, объясняющих интерес к исследованию биологических эффектов ЭМИ
КВЧ. КВЧ-терапия является новым методом воздействия на организм человека,
основанном на использовании низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ. Следует отметить,
что конкретные биофизические механизмы действия ЭМИ КВЧ на биологические
объекты изучены недостаточно для объяснения ряда эффектов КВЧ-терапии.
Одним из основных вопросов при исследовании действия ЭМИ КВЧ на живые системы является вопрос о сенсоре и механизмах рецепции излучения. В качестве возможных мишеней рассматриваются биологические мембраны [Adey, 1986; Liburdy, 1985; Булгакова, 1996], ДНК [Belyaev et al., 1993], в качестве посредника действия излучения может выступать вода [Fesenko et al., 1995]. Накоплены данные, подтверждающие предположение о том, что ЭМИ КВЧ низкой интенсивности оказывает влияние на процессы, в которые вовлечены ионы Са2+ [Grundler et al., 1992; Walleczek, 1992; Гапеев и др., 1994]. Относительно биофизических механизмов действия низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ предложено несколько гипотез: гипотеза когерентных возбуждений и взаимодействий [Frohlich, 1973; 1980; 1983], теория солитонов Давыдова [Давыдов, 1979], гипотеза об информационно-резонансном характере взаимодействия ЭМИ КВЧ с живыми
организмами [Девятков и др., 1991], концепция о влиянии ЭМИ КВЧ на биологическую систему на уровне Са2+~регулируемых процессов передачи внутриклеточных сигналов [Kaiser, 1994, 1995] и другие.
Цель и основные задачи исследования
Целью настоящей работы было изучение влияния ЭМИ КВЧ с различными биотропными параметрами на функциональную активность клеток иммунной системы - перитонеальных нейтрофилов мыши.
Исходя из цели работы были поставлены следующие задачи.
1) Изучить частотнозависимый характер ответа нейтрофилов на действие
непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ.
2) Определить зависимость эффектов ЭМИ КВЧ на активность
нейтрофилов от интенсивности излучения.
3) Провести сравнительный анализ особенностей действия непрерывного и
модулированного ЭМИ КВЧ на интенсивность респираторного взрыва
нейтрофилов.
4) Выяснить принципиальную возможность модификации эффектов
непрерывного ЭМИ КВЧ при различных величинах машитнои индукции
постоянного магнитного поля (ПМП).
5) Исследовать характер зависимости эффектов непрерывного ЭМИ КВЧ от
величины магнитной индукции ПМП, при котором происходит облучение
нейтрофилов.
Научная новизна и практическое значение работы
Установленные в работе особенности действия непрерывного и модулированного низкошпенсивного ЭМИ КВЧ на клетки иммунной системы -перитонеальные нейтрофилы мыши - вносят определенный вклад в решение вопроса о механизмах рецепции этого вида излучения. Обнаружена высокая чувствительность систем связанных биохимических реакций, вовлеченных в процесс генерации активных форм кислорода нейтрофилами при активации респираторного взрыва, к несущим и модулирующим частотам КВЧ-излучения.
Впервые получены экспериментальные данные, свидетельствующие о сильной зависимости эффектов непрерывного ЭМИ КВЧ от величины магнитной индукции ПМП, в условиях которого проводят облучение объекта, что открывает новые возможности для построения теории взаимодействия ЭМИ КВЧ с живыми системами.
Полученные результаты проведенной экспериментальной работы могут оказаться полезными в разработке научно-обоснованных методов КВЧ-терапии.
Апробация работы
Основные результаты работы были представлены на Городской научной конференции молодых ученых (г. Пущино, 15-17 мая 1996 г.), на II Открытой городской конференции молодых ученых (г. Пущино, 23-25 апреля 1997 г.), на Всероссийской научной конференции "Физические проблемы экологии
(физическая экология)" (г. Москва, 23-27 июня 1997 г.), на I Международном симпозиуме "Фундаментальные науки и альтернативная медицина" (г. Пущино, 22-25 сентября 1997 г.), на Международном конгрессе "Медицинские технологии на рубеже веков" (г. Тула, 1997 г.), на III Пущинской конференции молодых ученых (г. Пущино, 27-30 апреля, 1998 г.), на Международном совещании "Электромагнитные поля. Биологическое действие и гигиеническое нормирование" (г. Москва, 18-22 мая 1998 г.), на XX ежегодном собрании Биоэлектромагнитного Общества (BEMS) (Сент-Питерсберг, Флорида, США, 7-11 июня 1998 г.), на расширенном заседании кафедры морфологии и физиологии человека и животных ТГПУ им. Л.Н.Толстого (г.Тула, 1998). По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ.
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, литературного обзора, описания материалов и методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего ' уО ссылок. Работа изложена на ;/^ страницах, содержит 10 рисунков и 2 таблицы.