Transcript КРАЙНЕ СЛАБЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И

БИОЭФФЕКТЫ
СЛАБЫХ И КРАЙНЕ СЛАБЫХ
ПЕРЕМЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
В.В. Леднев
Магнитное поле бытовых источников
на расстоянии 0.3 м
по данным Центра электромагнитной безопасности, Россия;
Национального Совета по защите неионизирующих излучений,
Великобритания
0 - 0.2 мкТл
0 - 0.3 мкТл
0.2 - 2.1 мкТл
0.4 - 1.8 мкТл
0.1 - 3.1 мкТл
2.1 - 3.1 мкТл
0.3 - 4.2 мкТл
3.8 - 8 мкТл
Снижение амплитуды магнитного поля бытовых
приборов с расстоянием
(по данным Центра электромагнитной безопасности)
Магнитное поле, %
100
Стиральная
машина
Миксер
80
60
Тостер
40
20
0
0
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Расстояние, м
1,1
Направления исследований
• Механизмы взаимодействия крайне слабых
переменных магнитных полей (КС ПеМП) с
биосистемами.
• Комбинированное воздействие магнитных
полей и химических веществ на биосистемы.
Магнитные поля
• КС ПеМП - переменные магнитные поля с
величинами амплитуд 10-10-10-6 Тесла.
• Фактически используется комбинированное
магнитное поле, содержащее коллинеарно
направленные постоянную, ВDC, и переменную, ВАC,
компоненты.
• В качестве постоянной компоненты используется
магнитное поле Земли (ВDC = 50 • 10-6 Т).
• Переменная компонента создается с помощью
катушечной пары Гельмгольца.
Катушечная пара Гельмгольца
Биологические эффекты «нанотесловых»
переменных магнитных полей
1
В,
нТл
200
2
3
N
F, Гц
Б и о эф ф ек т
Л и т.
и сто ч н и к
М и х ай л о вск
и й и д р .,
1973
С у сл о ва и
д р ., 1 9 8 8
0 .0 1
Гц
В ы р аб о тк а у сл о вн о го
р еф л ек са у ч ел о век а
200
0 .0 1
50
0 .1
Р о ж д ен и е о сл аб л ен н о го
п о то м ства у сам о к
м ы ш ей , п о м ещ ен н ы х во
вр ем я б ер ем ен н о сти в К С
П еМ П
Л еч ен и е тя ж ел ы х
D iv acar,
х о л о д о вы х п о вр еж д ен и й , 1 9 8 7
вы зван н ы х д л и тел ьн ы м
п р еб ы в ан и ем ж и во тн ы х
0
при –15 С
4
В,
нТл
200
0 .1
5
300
0 .0 3
6
200
8
7
5 и 5 0 0 .0 1 20
N
F, Гц
Б и о эф ф ект
И зм ен ен и е акти вн о сти
ф ер м ен то в в л и м ф о ц и тах
кр о ви
И зм ен ен и е в си стем е
тр ан сп о р та ки сло р о д а в
о р ган и зм е б о л ьн ы х с
заб о л еван и ям и кр о ви
И зм ен ен и е
эн зи м ати ч еско й
акти вн о сти ф о р м ен н ы х
элем ен то в кр о ви
И зм ен ен и е
б и о х и м и чески х
п о казателей в кр о ви
чело века
Л и т.
и сто чн и к
П етр и чу к
1985
С ем ен о в,
1987
Т ем у р ьян ц ,
1 9 7 2 ; 1 98 2
S an k er
N arajan et al.,
1984;
S u rah m ay am ,
1985
N
8
9
10
В,
нТл
1 0 , 50
100
200
5
F, Гц
0 .0 1
0 .1
1; 8
50
3 0 -5 0
500
7 и 40
7 и 40
Б и о эф ф ект
Л и т.
и сто чн и к
И зм ен ен и е ско р о сти
А чкасо ва,
д ел ен и я б актер и й E .co li в 1 9 8 4
эксп о н ен ц и ал ьн о й ф аза
И зм ен ен и е вр ем ен и
М акеев и
свер ты ван и я кр о ви .
д р ., 1 98 4
И зм ен ен и е чи сл а
лей ко ц и то в в кр о ви кр ы с
П о д авлен и е
C o o k et al.,
эксп ер и м ен тал ьн о го
2000;
алл ер ги ческо го
P ersin g er et
эн ц еф али та в п о л е 3 0 –
al., 1 9 9 9
5 0 н Т л, 7 Г ц
N
11
12
В,
нТл
40
F, Гц
Б и о эф ф ект
40
Л и т.
и сто ч н и к
С у м м а У тр ата у сто й ч и во сти
Н о ви ко в и
си н у со Д Н К х р о м ати н а кл ето к д р ., 1 99 7
и д ал ьн асц и тн о й кар ц и н о м ы
ых
Э р ли х а и м о зга м ы ш ей
ч асто т к Д Н К азе I
3 .5 -5
10
О тсу тстви е эф ф екта
100
3 -1 0
У вели ч ен и е п р о д у кц и и Н о во сеф акто р а н екр о за
ло ва и д р .,
о п у х о лей в м акр о ф агах 2 0 0 1
м ы ш ей с
тр ан сп л ан ти р о ван н о й
кар ц и н о м о й Э р ли х а
п о сле эксп о зи ц и й
ж и во тн ы х в м агн и тн о м
п о ле
Влияние «нанотесловых» полей на физикохимические системы.
1
В,
нТл
5 0 -9 0
0 .1 -8
2
500
0 .0 1
3
500
4
100
0 .1
250
500
4 .4
N
F, Гц
Б и о эф ф ект
Л и т.
и сто чн и к
И зм ен ен и я в х о д е
О п ал и н ср еакц и и П и кар д и
кая,
(о б р азо ван и е
А гу ло ва,
о кси х ло р и д а ви см у та) 1 9 8 4
И зм ен ен и е ам п ли ту д ы А гу ло ва,
и часто ты ко леб ан и й в 1 9 8 5
р еакц и и Б ело у со в аЖ аб о ти н ско го
И зм ен ен и е ско р о сти
А гу ло ва,
агглю ти н ац и и
1985
б актер и й
И зм ен ен и е ф и зи ко С ем и х и н а,
х и м и чески х сво й ств
1989;
во д ы и л ьд а, а такж е
Б ер ези н и
во д н ы х р аство р о в
д р ., 1 99 1
р о д ам и н а 6 Ж
5
В,
F, Гц
нТл
60
3 .5 -5 .0
6
40
3 .5 -5 .0
7
60
3 .7
8
10200
1 .0 -1 0
N
Б и о эф ф ект
Л и т. и сто чн и к
И зм ен ен и е
ко м п лексо о б р азо ван и я
б елко в и
п о ли ам и н о ки сло т с Д Н К
У ско р ен и е п р о тео ли за
б елк а-и н ги б и то р а
Д Н К азы I
И зм ен ен и е со б ствен н о й
ф лю о р есц ен ц и и во д ы и
б елко в – сы во р о то чн о го
альб у м и н а б ы ка,
ц и то х р о м а с
А кти вац и я ги д р о ли за
п еп ти д о в и б елко в
Н о ви ко в и д р .,
2000;
Н о ви ко в и д р .,
1997
Н о ви ко в и
д р ., 1 99 9 ;
Ф есен ко и
д р ., 2 00 0
Н о ви ко в,
Ф есен ко ,
2001
Планария Dugesia tigrina
Регенерирующая планария через 3 дня после
ампутации головной части
Величина эффекта МП=
(RЭ - RК)/RК h 100%,
где RЭ,К = sЭ,К/SЭ,К
s Э,К площадь бластемы,
SЭ,К площадь всего тела
планарии в контроле и в
эксперименте
Проростки семян льна
Отрезки стеблей
проростков
льна в чашке Петри
Схема измерения угла
гравитропического изгиба
Величина эффекта МП =(aЭ - aК)/ aК h100%,
где aК и aК угол гравитропического изгиба отрезков стеблей льна
в контроле и в эксперименте
Зависимость величины биоэффекта
от частоты переменой компоненты «нанотеслового»
поля (ВDC= 46.5 мкТл, BAC= 134 нТл, fAC=3, 4, 5 Гц )
Величина эффекта, %
Гравитропизм растений
Регенерация планарий
30
30
20
20
10
10
0
0
3
4
5
3
4
5
Частота, Гц
Каждый столбик результат усреднения величины биоэффекта по 3-4-м независимым опытам
Зависимость величины биоэффекта от частоты
переменой компоненты «нанотеслового» поля
(ВDC= 46.5 мкТл, BAC= 402 нТл, fAC=9, 12, 15 Гц )
Величина эффекта, %
Гравитропизм растений
Регенерация планарий
30
30
20
20
10
10
0
0
9
12
15
9
12
15
Частота, Гц
Зависимость величины биоэффекта от частоты
переменой компоненты «микротеслового» поля
(ВDC= 46.5 мкТл, BAC= 1,6 мкТл, fAC=25, 37, 76 Гц )
Величина эффекта, %
Гравитропизм растений
30
Регенерация планарий
30
20
20
10
10
0
0
25
37
76
25
37
76
Частота, Гц
Влияние «пикотеслового» КС ПеМП
(ВАС=640 пТл, fAC=10 Гц) на:
Контроль
Поле
50
40
30
20
10
0
1
2
3
Регенерацию планарий
Индекс регенерации
Угол изгиба, градусы
Гравитропизм растений
Контроль
Поле
30
20
10
0
1
2
3
Номер опыта
Вращение магнитного момента в постоянном
магнитном поле
Теоретически ожидаемая зависимость интенсивности, I,
электромагнитного поля, излучаемого магнитным
моментом, прецессирующим в комбинированном магнитном
поле от соотношения
BAC/ f
I = | J1 (x) h [J2(x) - J0(x)]|
x = BAC / f
0
,
3
(Гц/мкТл)  гиромагнитное
0
,
2
отношение
Èíòåíñèâíîñòü
BAC (мкТл) амплитуда
переменного поля
0
,
1
2
.
7
5
0
.
9
0
,
0
0
2
4
 B6
f
AC
B
/f
A
C
f (Гц) - частота
переменного поля
Зависимость величины гравитропического ответа в
сегментах стеблей льна от параметра  BAC / f
4
0
3
0
Âåëè÷èíàýôåêòà,%
2
0
1
0
0
0
2
.
7
5
0
.
9
2
4
6
B
/f
A
C
Зависимость скорости регенерации планарий от
параметра  BAC / f
3
0
Âåëè÷èíàýôåêòà,%
2
0
1
0
0
.
9
0
0
2
.
7
5
2
4
B
/f
A
C
6
Комбинированное воздействие
КС ПеМП (ВАС=134 нТл, fAC=5 Гц) и
препарата «Адгелон» (10 -14 М)
на регенерацию планарий
АДГЕЛОН
20
10
0
-20
-30
АДГЕЛОН +
КС ПеМП
-10
КС ПеМП
Величина биоэффекта, %
30
Величина биоэффекта, %
Комбинированное воздействие
КМП (ВАС=141 мкТл, fAC=50 Гц) и
препарата «Адгелон» (10 -14 М)
на регенерацию планарий
- 30
АДГЕЛОН
+ КМП
КМП
АДГЕЛОН
- 20
- 10
0
• Показана возможность воздействия КС ПеМП с
амплитудами 10-10-10-6 Тесла на биологические
системы.
• Первичными мишенями «пикотесловых» и
«нанотесловых» полей являются магнитные моменты
диамагнитных электронов молекул и спины ядер
водорода.
• Полученные данные позволяют предсказать
параметры «биологически активных» антропогенных
магнитных полей,
• Биоэффекты фармакологических препаратов могут
быть как увеличены, так и ослаблены при
одновременном воздействии на биосистемы слабых
магнитных полей
J.M. Mullins, L.M. Penafiel, J. Juutilainen, T.A. Litovitz
Bioelectrochemistry and Bioenergetics, 1999, 48, 193-199.
J.M. Mullins, L.M. Penafiel, J. Juutilainen, T.A. Litovitz
Bioelectrochemistry and Bioenergetics, 1999, 48, 193-199.
В.В. Новиков, И.М. Шейман, А.С. Лисицын, А.В. Клюбин,
Е.Е. Фесенко.
Биофизика, 2002, т. 47, №3, 564-567.