XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Электромагнитные поля создаются движущимися электрическими зарядами и токами, а также переменными электрическими и магнитными полями. Само понятие поля состоит в том, что если в некоторой области задано (известно) распределение какой-то величины, например, температуры, то говорят, что имеется температурное поле и подразумевается, что в разных точках этого поля температура разная и если задан источник поля, то строго говоря, область существования этого поля не ограничена, однако на больших расстояниях от источника интенсивность поля может быть так мала, что ее невозможно зарегистрировать известными методами, тогда говорят, что в данной области поля не существует. То есть, если существуют электрические заряды, то они создают электрическое поле, а если есть движущиеся электрические заряды (токи), то они создают магнитное поле. Электростатическое поле измеряется его потенциалом и напряжением, а потенциал электрического поля равен работе сил поля при перемещении заряда в 1 Кл из бесконечности в данную точку. Потенциал измеряется в вольтах. Напряженность электрического поля есть сила, действующая на единичный положительный заряд, помещенного в определенную точку поля. Шаговое напряжение прямо пропорционально разности потенциалов и расстоянию между ступнями [1].

В электромагнитной волне, распространяющейся от точечного источника излучения, в зависимости от расстояния, различают три условные зоны: ближнюю, промежуточную и дальнюю. Поскольку в ближней и промежуточной зонах пространственная структура электромагнитного поля неоднородна, то это существенно усложняет как измерение поглощенной энергии, так и прогнозирование возможного биологического влияния. К дальней зоне относится область, находящаяся на расстоянии от источника излучения более чем 2L2/l, где L - максимальный линейный размер источника. Изучению характера воздействия электромагнитного поля на живые объекты посвящено огромное количество публикаций как теоретического, так и экспериментального плана [2].

Изучались и простейшие организмы (амебы, бактерии, парамеции), и насекомые, и растения, и высокоорганизованные животные. Электромагнитные поля оказывают воздействие на насекомых, рыб, животных и человека. Одними из самых чувствительных к воздействию ЭМП являются рыбы. Для них порог чувствительности по внешнему электрическому полю составляет единицы вольт на метр. Воздействие ЭМП на животных (на мышей, крыс, собак) изучалось в отношении влияния полей на нервную, иммунную и эндокринную системы, нейрогуморальные реакции, половую функцию и на эмбрион. Кроме того, широко проводились клинико-физиологические исследования влияния ЭМП на высших животных и человека. Однако нельзя сказать, что механизмы воздействия ЭМП на человека в настоящее время полностью выяснены. Это объясняется сложностью человеческого организма, с одной стороны, и неоднозначностью некоторых воздействий ЭМП — с другой. Здесь имеется в виду, что воздействие слабыми токами и магнитными полями низкой частоты используется в лечебных целях. Также хорошо известна такая лечебная процедура, как УВЧ, применяемая для прогревания участков тела. Тем не менее, есть экспериментальные факты отрицательного воздействия ЭМП, например протекание в теле человека токов под воздействием низкочастотных полей или выделение в теле человека тепла при воздействии СВЧ.[3]

С гигиенической точки зрения ЭМИ не являются чуждым организму фактором. Электромагнитная среда нашей планеты определяется в основном электрическим и магнитным квазистатическими полями Земли, атмосферным электричеством, радиоизлучением Солнца и Галактик, а также полем искусственных источников. По-видимому, полное отсутствие электромагнитного поля так же нецелесообразно, как и его "излишек".

Особенностью воздействия ЭМП на живые организмы является его "резонансный характер". То есть, существенное значение имеют не только интенсивность ЭМИ, но и частотные характеристики, т.к. в случае совпадения частот внешних ЭМП с собственными колебаниями биомолекул клеточных мембран может происходить многократное усиление биологического действия. В этом же контексте можно рассматривать и исключительно высокую биологическую активность модулированных ЭМП. При этом модуляция (частота подачи импульсов) резко увеличивает эффективность воздействия ЭМП независимо от основной (несущей) частоты, если синхронизирована с собственными ритмами биологической системы. Установленная зависимость биологического эффекта ЭМП от их частотных характеристик позволяет объяснить тот факт, что переменное МП промышленных частот (50-60 Гц) оказывает выраженное воздействие на человека уже при величине индукции всего 0,2-0,4 мкТл, в то время как магнитное поле Земли (50-70 мкТл) не оказывает негативного влияния на биологические объекты и относится к естественным факторам окружающей среды (по частотным характеристикам оно относится к статическим полям) [4].

К настоящему времени имеется много работ, свидетельствующих о большом многообразии реакций организма на воздействие электромагнитных полей. Биологические эффекты при этом могут проявляться в самой различной форме, начиная от еле заметных функциональных сдвигов, лежащих на пределе разрешающей способности существующих методов исследования и кончая ярко выраженными нарушениями, свидетельствующими о развитии патологических процессов. Если в отношении патологических эффектов нет различий в трактовке их причин между учеными, примером чего может служить развитие радиоволновой катаракты, то биоэффекты в виде функциональных изменений тех или иных систем организма трактуются далеко не однозначно. Одни авторы считают возможным рассматривать любые реакции организма в ответ на радиоволновые воздействия как показатель их неблагоприятного действия, другие дифференцируют их на две самостоятельные группы, из которых первая отражает проявление радиоволновой чувствительности, вторая — развитие напряжения адаптационных возможностей функциональных систем с последующим их срывом. Различия в трактовке реакций организма на воздействие электромагнитных полей носят принципиальный характер, так как от них зависят конкретные значения гигиенических нормативов [5].

Основываясь на данных многолетних фундаментальных исследований по биоэффектам ЭМИ, можно прогнозировать у пользователей мобильными телефонами развитие других патологических изменений в организме. У контактирующих с ЭМИ чаще, чем в контрольной группе, диагностируются заболевания сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, снижение иммунитета, нарушения репродуктивной функции. У женщин регистрируются изменения менструального цикла и детородной функции в виде токсикозов беременности и самопроизвольных абортов. У мужчин наблюдается угнетение гормональной функции гонад. Указанные нарушения со стороны различных органов и систем рассматриваются специалистами, прежде всего, как следствие нарушения нервной регуляции.

Изменения в мозге и нервной системе человека подтверждаются данными электроэнцефалографических исследований. С увеличением продолжительности воздействия ЭМИ растет процент лиц с психической дезадаптацией. Однократное пятнадцатиминутное воздействие излечений мобильного телефона стандарта GSM приводит к активации коры головного мозга, продолжающейся после прекращения облучения. Авторы обосновано указывают на возможность негативного влияния на функцию мозга многократного воздействия ЭМИ СТ. Кратковременное воздействие излучений сматрфонов GSM влияет на функцию мозга, в частности ускоряет время ответных реакций на предъявляемые стимулы.

К сожалению, наукой не изучены механизмы и отдаленные последствия воздействия модулированных ЭМИ сотовой связи. Однако анализ показывает, что имеющиеся данные о влиянии ЭМИ сотовых телефонов вписываются в общую картину имеющихся медицинских доказательств негативного влияния ЭМИ на здоровье человека [4].

Изучение влияний электромагнитных полей позволило разработать и внедрить в медицинскую и спортивную практику электростимуляторы, которые позволяют использовать положительные эффекты электро-магнитных полей. Некоторые методы электротерапии получили широкое распространение в медицинской практике и используются в ежедневной медицинской и спортивной практике, а некоторые (в частности, нейроадаптивная терапия) только получают распространение и признание. Однако, технический прогресс и современные исследования в области ЭМП позволяют все больше использовать и внедрять в практику наиболее эффективные методы с использованием электромагнитных полей [2].

Современные представления о воздействии электромагнитных волн на живые организмы включают два основных понятия: энергетическое и информационное. Эффективность воздействия, называемого энергетическим, определяется количеством энергии, выделяющимся в области воздействия, а имеющий место биологический эффект прямо зависит от уровня падающей мощности. Энергетическое воздействие часто используют для лечения заболеваний. При информационном воздействии биоэффект не зависит от мощности облучения, т.с. зависимость носит пороговый характер, где нижний уровень определяется порогом чувствительности системы, а верхний - появлением побочных, в частности энергетических, эффектов. Информационное воздействие на живые организмы преследует, как правило, диагностические цели.

С лечебной целью применяют различные виды физических полей, передающих энергию пациенту. При этом на организм человека воздействуют механическим ультразвуковым, электромагнитным, преимущественно электрическим или магнитным полем, постоянным или переменным током различной частоты и напряжения в непрерывном или импульсном режиме [6].

Таким образом, процессы взаимодействия электромагнитных полей с живой клеткой, живым организмом довольно сложные и в настоящее время в полной мере не исследованы.

Список литературы

https://infopedia.su/19x78d2.html

https://studbooks.net/681183/matematika_himiya_fizika/elektromagnitnoe_pole_vozdeystvie_bioobekty

https://student-servis.ru/spravochnik/vozdejstvie-elektromagnitnyh-polej-na-biologicheskie-obekty/

https://studopedia.ru/21_47881_vliyanie-emp-na-biologicheskie-ob-ekti.html

https://www.dissercat.com/content/vozdeistvie-elektromagnitnykh-i-magnitnykh-polei-na-zhiznesposobnost-biologicheskikh-obektov

https://bstudy.net/920665/estestvoznanie/obschie_aspekty_vliyaniya_elektromagnitnyh_poley_biologicheskie_obekty