БИОМЕДИЦИНСКИЕ ЭФФЕКТЫ МИЛЛИМЕТРОВЫХ РАДИОВОЛН

[Офтальм. журнал, 1978, № 3, с. 187−190]

Профессор И.С. ЧЕРКАСОВ, студенты В.А. НЕДЗВЕЦКИЙ, А.В. ГИЛЕНКО
Кафедра глазных болезней Одесского медицинского института им. Н.И. Пирогова

В настоящее время особо важное значение приобретает изучение и выявление возможностей практического использования диапазона электромагнитных колебаний − чрезвычайно высокой частоты (ЧВЧ), представляемого миллиметровыми радиоволнами (ММВ) (П. Д. Девятков, 1973; King, I966).

Биологические исследования, с 1965 года проводимые в миллиметровом диапазоне, выявили наряду с возможным повреждающим действием ММВ на организмы при высокой интенсивности либо длительности экспозиции (А.П. Балутина, 1966, 1972; Н.П. Залюбовская, Р.И. Киселев, 1973, 1973, 1973; А.А. Петрушин, Н.Г. Шестопалова, 1973) и способность ММВ при малых, нетепловых интенсивностях оказывать стимулирующее действие на процесс деления клеток в растениях (А.А. Петрушин с соавт., 1973), изолированных клеточных культурах (Н.П. Залюбовская и соавт., 1970) и у микроорганизмов (Н.Д. Девятков, 1973; А.3. Смолянская, Р.Л. Виленская, 1973) повышать активность протеолитических ферментов (С.Е. Манойлов и соавт., 1973) и резистентность эритроци- тов к влиянию низких температур (Н.П. Залюбовская и соавт., 1975), способствовать снижению высеваемости стафилококковой инфекции в ранах (Э. Б. Базанова и соавт., 1973).

Неоднократно привлекало к себе внимание исследователей и явление резонансного поглощения ММВ парами воды, молекулами кислорода (Л.Р. Пономарев, 1970; Shine, Chen-Chi, Schmid, 1974). Острорезонансный характер поглощения ММВ наблюдался и в биологических системах (Н.П. Залюбовская. 1970; 1973; Л.А. Севастьянова, Р.Л. Виленская, 1973, 1974), что объясняется совпадением характеристических частот гидратированной и свободной воды и некоторых белковых молекул тканей с частотой воздействующего поля (В.А. Крылов, Т.В. Юченкова, 1972; Б.А. Минин, 1974).

В то же время существует мнение о том, что ММВ полностью поглощаются наружными покровами тела, не проникают вглубь организма (Milroy, Michaelson, 1971).

Учитывая отличие ММВ от всех других видов излучений электромагнитной природы, представлялось перспективным провести экспериментальное исследование по изучению особенностей действия ММВ нетепловых интенсивностей на ткани организма и, в первую очередь, на орган зрения, являющийся одним из наиболее чувствительных органов по отношению к электромагнитным волнам.

Целью настоящей работы было изучение влияния ММВ на роговую оболочку в норме, так и в условиях механической травмы, а также на особенноcти характера течения репаративных процессов в травмированной роговице.

Материал и методы

Эксперименты проводились на взрослых кроликах в 7 опытных и 3 контрольных сериях. Всего было проведено 248 исследований.

В 1-й серии (48 животных) осуществлялось локальное радиовоздействие на правый глаз с длительностью экспозиции:
− группа 1 А (12 животных) − 10 мин.;
− группа 1 Б (12 животных) − 30 мин.;
− группа 1 В (12 животных) − 60 мин.;
− группа 1 Г (12 животных) − 100 мин.

Сразу по окончании облучения, а также через 1, 3, 6, 12, 24 часа готовились тотальные плоскостные препараты роговицы, окрашиваемые галлоцианин-хромовыми квасцами, на которых определялся митотический индекс (МИ) эпителиального слоя, оценивалась структурная характеристика.

2-я, контрольная серия (12 животных), проходила все этапы эксперимента, за исключением воздействия ММВ.

В 3-й серии (64 животных) под местной анестезией производился стандартный линейный надрез роговиц обоих глаз длиной в 5 мм с повреждением эпителия и части собственного вещества, с последующим однократным 30-минутным ММВ-воздействием на правый глаз и измерением скорости исчезновения дефектов обеих роговиц по методике Л.3. Пономаревой-Астраханцевой (1950) в собственной модификации.

4-я серия (12 животных) являлась контрольной, т. е. не подвергалась воздействию ММВ.

В 5-й серии (8 животных) опыт проводился в условиях полного экранирования тела кролика радионепрозрачным материалом с последующим его заземлением, за исключением облучаемой области правого глаза.

В 6-й серии (26 животных) после нанесения стандартных травм обеих роговиц производилось локальное радиовоздействие на затылочную область.

9-я серия (12 животных) после нанесения травм роговиц и кожи воздействию ММВ не подвергалась и служила контролем.

В отдельной, 10-й серии (30 животных) производилось локальное облучение глаз интактных животных, при мощности и экспозиции, увеличенных соответственно в 4 и 3 раза, причем воздействие осуществлялось ежедневно, в течение 10 дней, после чего на протяжении 1 года проводилось клиническое наблюдение за общим состоянием и состоянием сред органов зрения облучавшихся животных.

ММВ-воздействие осуществлялось на созданной нами комплексной установке «Резонанс» при строго  определенных параметрах предложенной нами методики.

Стандартность и дозированностъ травм роговицы обеспечивались офтальмологическим микромакро- манипулятором [И.С. Черкасов, Э.В. Мальцев, В.А. Недзвецкий, 1976).

В качестве местноанестезирующего средства использовался 2% раствор лидокаина, учитывая его способность не оказывать существенного влияния на скорость заживления травмы (Н.Ф. Быков, Д.И. Семенова, 1972).

Контроль над заживлением дефектов и состоянием сред глаза осуществлялся при помощи флюоресцентной пробы, офтальмоскопии, биомикроскопии и проводился до начала исследования, после нанесения травмы роговицы, сразу по окончании ММВ-воздействия, через 30, 50. 90, 120, 180 мин., а также через 4, 5, 6, 7, 8 часов и по истечении 1 суток, 1 месяца, 1 года с момента радиовоздействия.

В период радиовоздействия во всех случаях проводился комплекс мероприятии, направленных на исключение зависимости чистоты экспериментов от влияния флуктуационных явлений, обусловлен- ных биотропным влиянием космических сил электромагнитной природы: электромагнитными излучениями космического и земного происхождения, вариациями электрических и магнитных полей Земли, солнечной активностью.

Результаты исследований

Сравнительное изучение тотальных плоскостных препаратов роговых оболочек контрольных и опытных животных не выявляло отклонений от нормы в морфологической структуре роговиц, подвергшихся воздействию ММВ.

Однако результат подсчета выявил разницу в митотической активности (МА) эпителия облученных и не облученных, а также контрольных роговиц. Воздействие уже в течение 10 мин. приводило к возрастанию количества делящихся клеток в облученной роговице − МИ = 16 + 1, при сохранении нормы в необученной того же животного − МИ = 11 + 1 (МИ контр. = 11+1). При воздействии в течение 30 мин, МА попыталась еще больше: в облученном глазу МИ = 25 + 2, в не облученном − МИ = 15 + 1. Облучение продолжительностью 60 мин. вызывало увеличение количества митозов уже до 53+3 и 26+2 в облученной и необлученной роговицах соответственно.

Наиболее выраженным эффект повышения МА оказывался при длительности воздействия 100 мин., когда число делящихся клеток достигало 107 + 7 в необлученном глазу и 40 + 3 в необлученном того же животного, против 11 + 1 в контроле.

Во всех случаях МА достигала максимума через 1 час после окончания радиовоздействия. Далее величина МИ плавно снижалась, не опускаясь при этом ниже исходной величины, и достигала своего исходного уровня через 24 часа после окончания ММВ-воздействия. Патологические митозы в препаратах выявлены не были.

Облучение травмированной роговицы позволило обнаружить значительное ускорение заживления травм. Если в контроле восстановление дефекта и полная эпителизация роговой оболочки отмечались через 8 + 0,5 часов после нанесения травмы, то в условиях воздействия ММВ заживление с высокой стабильностью происходило за 3 + 0,5 часа.

При экранировке животного радионепрозрачным материалом также наблюдалось ускорение восстановления дефекта, однако, эффект ускорения был ниже, чем в случаях открытого ММВ-воздействия и составлял 5 + 0,5 часов.

Было обнаружено, что при локальном облучении одного глаза заживление роговицы необлучающегося глаза также ускорялось и восстановление ее дефекта отставало всего на 1 час (+ 0.5) от заживления роговицы, подвергшейся воздействию радиоволн.

Следует особо отметить результат одновременного заживления травм обеих роговиц при радиовоздействии на затылочную область. Такая методика позволила сократить время восстановления дефектов с 8 + 0.5 часов до 1 + 0,5 часа.

Контроль за состоянием сред глаз (роговица, хрусталик, глазное дно), а также наблюдение за общим состоянием (поведение, сон, сердечная и дыхательная деятельность, аппетит, вес) подвергавшихся воздействию ММВ животных, проводимые в течение года, не выявили каких-либо существенных отклонений от нормы.

Обсуждение результатов

Полученные результаты свидетельствуют о том, что при взаимодействии ММВ с организмом возможно создание параметров воздействия, для возникновения выраженного лечебного эффекта данного диапазона волн, направленного в частности на высокостабильное значительное ускорение течения процесса репаративной регенерации. Характер лечебного эффекта ММВ зависит не от величины энергии; поглощаемой тканями, а от длины волны и времени облучения, от того, на какие именно системы организма и при каких условиях осуществляется воздействие.

Исследования Д.С. Чернавского и соавт. (1967, 1973), посвященные изучению сверхвысоко- частотных колебаний молекул ферментов, возникающих в связи с их упругими деформациями, доказывают, что частота собственных колебаний белка-фермента имеет тот же порядок величины, что и резонансная частота в спектре действия ММВ. Наличие же подобных процессов открывает перспективу использования ММВ для резонансного управления биохимическими процессами, для регулирования ферментативных реакций (В.Т. Гайдук с соавт., 1973).

В наших исследованиях во всех случаях радиовоздействия подтверждался острорезонансный характер взаимодействия ММВ с организмом, малейшее изменение параметров воздействия, например, смещение длины волны на 0,005 мм, (!) уже приводило к изменению лечебного эффекта в сторону либо его повышения, либо уменьшения. Таким образом, при серого подобранных оптимальных условиях воздействия ММВ представляют собой биологически адекватный фактор влияния и способны создавать эффект резонансного радиоуправления течением биологических процессов как в здоровых, так и в поврежденных тканях организма.

Литература

Базанова Э.Б., Брюхова Р.Л., Веленская Э.А. и др. – УФН, 1973, т. 110, вып. 3, с. 455-456;
Балутина А.П., – Труды ВМА им. С.М.Кирова, Л., 1966, т. 166, с. 174−177;
Балутина А.П., − Офтальмологический Журнал, 1972, № 1, с. 66−67;
Быков Н.Ф., Семенова Д.И. − Офтальмологический Журнал, 1972, № 3. с 173−175;
Гайдук В.И., Хургин Ю.И., Кудряшева В.А. – УФН, 1973, т. 110, вып. 3, с. 466-469;
Девятков Н.Д., − Усп. физ. наук, 1973, т. 110, в 3, с. 453−454;
3алюбовская Н.П., − Автореф. канд. дис. − Харьков, 1970, 15 с.;
Тез. докл. конф. по прим. радиофизики и электроники в биофизич. исслед. Харьков, 1973, 4−5.
Залюбовская Н.П., Киселев Р.И. − Усп. Физ. наук. 1973а, т. 110, вып. 3, 464−466;
Залюбовская Н.П., Киселев Р.И. − Биоэнергетика при лучевых поражениях живых организмов. − Л., 1973, с. 212−213;
Гигиена населенных мест. Республиканский меж.−вед, сб. − Киев, 1973, в. 12, с. 93−96;
Залюбовская Н.П. с соавт. − Вопр. эксперим. и клинич. радиологии, 1970, в. 6, с. 202−206;
Проблемы гематологии, 1975, в. 20, № 4, 31;
Крылов В.А., Юченкова Т.В., Защита от электромагнитных излучений. − М., 1972, 34;
Манойлов С.Е. и соавт. − Усп. физ. наук, 1973, т, 110, в. 3, с. 461− 462;
Минин Б.А. СВЧ и безопасность человека. − М., 1974, 45;
Петрушин А.А., Шестопалова Н.Г. − Тез. докл. конф. по прим. радиофизики и электроники в биофиз. исслед. − Харьков, 1973. с. 107−108;
Петрушин А.А. и соавт., Принципы и критерии опенки биологического действия радиоволн. Тез. докл. симпоз. − Л., 1973. 49;
Пономарев Л.Р. Излучение и распространение радиоволн. − М.: 1970. 45;
Пономарева-Астрахнцева Л.3. − Фармак. и токсикол., 1950, т. XIII, № 4. с. 54−55;
Севастьянова Л.А., Виленская Р.Л. − Усп. физ. наук, 1973. т. 110. в. 3, с. 456−458;
Биол. науки 1974, № 6. 48−51;
Смоленская А.З., Виленская Р.Л. − Усл. физ. наук, 1973. т. 110. в. 3, с. 458−460;
Черкасов И.С. с соавт. − Тез. докл. IV Всесоюзн, конф. изобретателей и рационализаторов в области офтальм. − М.: 1976. 59−60.
King D.D. Proceedings of the IEEE, 1966 v. 54, 4, 447−662;
MiIroу W.С, Michaelson S.M. − Health Physics, 1971, v. 20, 567−575;
Shine J.. Сhen-Chi, Schmid R. − "EASCON" 74 Rec. IEEE Electron and Aerospace Syst. Convent, Washington, D. С. − 1974, New York, 1974, 534−542.

Поступила 14 марта 1977 г.

BIOMEDICAL EFFECTS OF MILLIMETER RADIO-WAVES
 

I.S.Cherkassov, V.A.Nedzvetsky, A.V.Gilenko

Summary

The problem of searching for potential radio-wave possibilities of millimeter diapason in biological aspect is extremely pressing, considering the difference of these waves from all other kinds of radiation of electromagnetic origin.

In experiment, the action of millimeter waves on a healthy eye at various expositions 10, 30, 60 and 100 min.) as well as the influence of local irradiation with millimeter waves on the eye or occipital area of experimental animals with traumatic injuries of the eye were studied. Terms of wound healing in millimeter waves radiation аге compared with those in control, untreated group of animals.

It is established that radiation on mitotic activity of irradiated conical epithelium has expressed action, the most expressed effect of increase in mitotic activity being at exposition of 100 min. More rapid healing of traumas was observed both in isolated irradiation of the eye and local irradiation of occipital area.

The signs observed in the present study. including eightfold quickening of wound healing on the background of highly resonant interaction between millimeter waves and the body determines radio-waves as a biologically adequate (under certain conditions) factor of influence able to create the effect of resonant radiocontrol over the course of biological processes in healthy and damaged tissues of the body. This determines electromagnetic waves of millimeter diapason as a principally new correcting and therapeutic factor.