|
Подводятся итоги комплексного изучения биологического действия электромагнитных волн радиочастот. Указано, что в настоящее время достигнуты определенные успехи в оснащении приборами, гигиенические исследования ведутся во всем диапазоне радиоволн, на протяжении ряда лет проводилась работа по проверке эффективности рекомендованных средств защиты, получены новые материалы в области нормирования. На основании результатов экспериментальных исследований дается сравнительная оценка биологического действия различных диапазонов радиочастот, выявлены общие черты и некоторые особенности в реакциях организма при действии различных диапазонов. Намечены перспективы дальнейших исследований.
В осуществлении грандиозных планов развития народного хозяйства СССР, принятых XXII съездом КПСС, большая роль принадлежит развитию новой техники и, в частности, радиоэлектроники. Большое значение съезд придал углублению биологической науки. В связи с этим особое внимание должны привлечь дальнейшие исследования в области гигиены труда и биологического действия на организм электромагнитных воли радиочастот. Задачей таких работ является углубленное изучение па основе современных методов основных процессов в организме, на которые может влиять этот фактор. Полученные данные должны быть использованы для более полного выяснения механизма действия радиоволн и, в конечном итоге, для разработки нормативов во вновь изучаемых диапазонах и уточнения уже имеющихся нормативных данных.
В последние четыре года комплексные гигиенические клинико-физиологические и экспериментальные исследования были проведены в области радиоволн основных диапазонов: среднего, короткого, ультракороткого и микроволнового, что позволило сделать некоторые практические и теоретические обобщения.
За это время произошел определенный сдвиг в создании специальных приборов для гигиенической оценки интенсивности облучения работающих с различными диапазонами радиочастот (приборы П0-1 и ПЗ-2). Несмотря на ряд недостатков, которыми обладают эти приборы, они все же дают возможность одинакового подхода к оценке интенсивности облучении.
Новым в гигиенических исследованиях является всестороннее изучение условий труда работающих с источниками KB и УКВ на радиостанциях и телевизионных станциях, а также в отдельных отраслях промышленности (сварка пластикатов и другие виды ВЧ нагрева диэлектриков). Работа ведется совместно с учреждениями Министерства связи СССР. Результаты исследований (П.П.Фукалова) позволили выявить наиболее неблагоприятные участки и рекомендовать меры защиты.
В связи с .использованием в различных областях народного хозяйства радиорелейных линий связи дана гигиеническая оценка условий труда операторов на участках эксплуатации приемо-передающих устройств, работающих в диапазоне микроволн (3.В. Гордон, Н.Д.Храмова).
Необходимо подчеркнуть, что в последние годы весьма обстоятельно охарактеризованы условия труда работающих с генераторами ВЧ в вакуумной промышленности [60, 61] и в ряде других отраслей.
В исследованных диапазонах на протяжении ряда лет проверялась эффективность рекомендованных Институтом средств защиты и мер профилактики, в результате чего наиболее эффективные предложены в специальных инструктивных материалах (К.В. Никонова и П.П. Фукалова, 3.В. Гордон и В.В. Елисеев).
В области нормирования предельно допустимых уровней облучения радиоволнами отдельных диапазонов имеются некоторые новые и уточняющие данные. Так, для магнитной составляющей диапазона ВЧ рекомендуется допустимая величина 5 а/м (К.В.Никонова).
Несмотря на некоторую разницу в биологической активности, а иногда и в характере течения реакции организма на действие микроволн различных диапазонов (миллиметровых, сантиметровых, дециметровых), мы позволили себе рекомендовать для них допустимые величины, принятые для сантиметровых волн. Основанием для такого решения служат не резко выраженная разница биологического действия и наличие чаще всего одинакового по характеру конечного биологического эффекта (например, гипотензия, изменение взаимоотношений основных нервных процессов).
Кроме того, отсутствие достаточно убедительных (в количественном отношении) клинических данных по обследованию состояния здоровья работающих с источниками микроволн различных диапазонов, а также пределы точности измерении интенсивности облучения не позволяют предлагать дифференцированные нормы для микроволн отдельных диапазонов.
Возникает иногда вопрос об уточнении допустимых величин интенсивности облучения микроволнами при прерывистом облучении работающих РЛС (вращение РЛС). Мы не считаем возможным в условиях промышленных предприятий, создающих источники микроволн и производящих испытание комплекса РЛС (в цеху или на полигоне), вносить коррективы в допустимые величины интенсивности облучения при вращении РЛС.
Во-первых, это сопряжено с одновременной работой не одной РЛС, а нескольких при самых разнообразных и неповторяющихся режимах и их сочетаниях;
во-вторых, увеличение допустимых величин создает значительно худшие условия для работающих, которые непосредственно не связаны с источниками излучения, а в отдельных случаях и для населения.
Наконец, несмотря па сокращение общего времени облучения, сам по себе факт частой прерывистости воздействия может оказаться небезразличным для организма. Исследования в этом направлении ведутся.
Наиболее актуальным остается изучение хронического действия облучения малой интенсивности, т.е. слабых раздражителей и, естественно, в первую очередь, − не вызывающих гипертермию. С этой точки зрения интересны данные о .порогах интегрального теплового эффекта при действии радиоволн различных диапазонов, т. е. максимальные величины интенсивности облучения, при которых еще не наблюдается повышения температуры тела (in rectum).
Такие пороги установлены (Е.А. Лобанова, К.В. Никонова, П.П. Фукалова) для различных участков всего диапазона радиочастот − СВЧ, УВЧ и ВЧ (эти данные приведены в таблице).
|
Диапазон радиоволн
|
Пороги теплового эффекта, в/м2
|
Плотность энергии х 106, эрг/см3
|
Диапазон радиоволн
|
Пороги теплового эффекта, мвт/см2
|
Плотность энергии х I06, эрг/см2
|
|
Средний Короткий Ультракороткий
|
8000
2250
150
|
2830,0
224,0
0,995
|
Дециметровый Сантиметровый Миллиметровый
|
выше 40
“ 10
“ 7
|
13,2
3,30
2,31
|
Для наглядности, пороги теплового эффекта, выраженные в зависимости от диапазона в различных единицах, приведены в величинах плотности энергии (эрг/см3).
Из таблицы следует, что с увеличением частоты (укорочение длины волны) величина пороговой плотности энергии снижается монотонно вплоть до микроволн, за исключением диапазона УКВ.
Однако энергетические показатели поля (плотность потока мощности или плотность энергии) далеко не полностью определяют величину поглощенной данным биообъектом энергии. Эта величина зависит от многих факторов (длина волны, форма и размеры объекта и его электрические свойства, структура электромагнитного поля в месте помещения объекта гг ориентация его, наличие отражающих поверхностей и предметов, подвижность объекта и т. д.). Расчеты ряда авторов [85, 117, 137] показывают, что величина энергии, поглощаемой объектом в поле плоской волны (при неизменной ориентации объекта и интенсивности поля), с увеличением частоты сначала монотонно растет, затем резко меняется (когда .размеры объекта составляют 0,05−0,5 длины волны), после чего практически остается постоянной.
Хотя наши опыты не находились в строгом соответствии с условиями, для которых проведены расчеты (отсутствие плоского однородного поля, наличие отражающих поверхностей, часть опытов проведена в резонаторе или конденсаторе, непосредственно не определялась эффективная поглощающая поверхность объекта), тем не менее результаты их качественно согласуются. При этом предполагалось, что прирост температуры тела животного связан с величиной поглощенной энергии.
Результаты, полученные в диапазоне УКВ, нельзя объяснить; однако можно предположить, что-либо соизмеримость размеров объекта (крысы) с длиной волны, либо возможные резонансные эффекты в гетерогенных структурах и макромолекулах [57, 85. 117, 138, 141] определяют специфичность этого диапазона. Учитывая большую глубину проникновения УКВ и интенсивное поглощение этих волн биообъектами, необходимо особое внимание уделить в дальнейшем диапазону УКВ.
Выявлены некоторые общие черты и особенности в реакциях организма на действие радиоволн различных диапазонов.
Общим в реакции организма на действие различных диапазонов радиоволн малой интенсивности является высокая чувствительность нервной системы к этому фактору. Об этом свидетельствуют результаты исследования биоэлектрической активности мозга, проведенные нашей лабораторией (И.Н. Зенина, В.И. Зак) совместно с группой сотрудников профессора М.Н. Ливанова (3.М. Гвоздикова, В.М. Ананьев, Ю.А. Холодов), а также данные клинических исследований людей, подвергавшихся хроническому действию радиоволн (Э.А. Гинзбург, М.Н. Садчикова).
Комплекс работ, выполненных электроэнцефалографическим методом, позволил выявить общие закономерности в реакции центральной нервной системы на электромагнитное облучение.
Прежде всего, обращает на себя внимание гот факт, что центральная нервная система реагирует на интенсивности облучения, лежащие значительно ниже теплового порога и порога реакций других систем. Высокой чувствительностью центральной нервной системы к электромагнитным полям радиочастот объясняется и тот факт, что в ряде случаев изменения ЭЭГ опережают появление других клинических симптомов хронического воздействия электромагнитных волн, а выраженной картине клинического воздействия микроволн соответствуют четкие изменения корковой электрической активности.
Наблюдается определенная зависимость между выраженностью реакции центральной нервной системы и интенсивностью и длительностью воздействия СВЧ в эксперименте (3.М.Гвоздикова, и др., И.Н. Зенина) и стадией клинической картины заболевания (Э.А.Гинзбург и М.Н. Садчикова).
В клинике (особенно в начальных стадиях воздействия) и в эксперименте (в хроническом опыте) имеют место скрытые изменения состояния центральной нервной системы, выявляемые функциональной нагрузкой
Как показали экспериментальные данные, характер изменений не зависит от диапазона волн и интенсивности облучения. Наиболее часто отмечается изменение амплитудной характеристики; увеличение амплитуды медленных ритмов (3.М.Гвоздикова и др., Ю.А.Холодов, И.Н. Зенина, К.В. Никонова) или частых ритмов (И.Н. Зенина). В клинике на ЭЭГ больных с выраженными и умеренно выраженными явлениями хронического воздействия наиболее часто наблюдается появление тета- и дельта-волн высокой амплитуды и увеличение амплитуды альфа-ритм а при высоком альфа-индексе.
Общим для всех исследований в области микроволн является наличие р ряде случаев пароксизмальной биоэлектрической активности: в остром эксперименте − судорожные разряды типа стрихнинных пиков (Ю.А. Холодов) и острые волны (И.Н. Зенина); в хроническом эксперименте − множественные и одиночные высокоамплитудные острые волны и пики, гиперсинхронизированные волны (И.Н. Зенина); в клинике − вспышки заостренных и гиперсинхронных тета- и дельта-волн (Э.А. Гинзбург, М.Н. Садчикова). Но особенно часто пароксизмальная биоэлектрическая активность возникает при сенсорной провокации (гипервентиля- ция, фотостимуляция) и при повышении чувствительности к микроволнам корково-подкорковых структур (после введения кофеина или перерезки на уровне среднего мозга в эксперименте).
Таким образом, электроэнцефалография является одним из методов исследования, который позволяет подойти к выявлению пороговых реакции центральной нервной системы на воздействие радиоволн и проследить их в динамике хронического действия.
Проследить динамику функциональных изменений центральной нервной системы при хроническом действии разных диапазонов микроволн малой интенсивности мы имели возможность, исследуя высшую нервную деятельность животных. Прежде всего, необходимо отметить, что конечным итогом хронического действия радиоволн исследованных диапазонов является ослабление раздражитель- ного процесса и нарастание запредельного торможения в центральной нервной системе: выпадение условных рефлексов, увеличение латентного периода, нарушение в силовых взаимоотношений в коре головного мозга (Е.А. Лобанова).
Выраженных изменений условнорефлекторной деятельности у животных, подвергавшихся хроничес- кому воздействию ВЧ, выявлено не было (К.В. Никонова).
Уменьшение силы реакции, увеличение латентного периода у животных, обладающих повышенной чувствительностью к звуковому раздражителю, выявленные (И.А. Кицовская) при действии радиоволн различных диапазонов, указывают на изменения процессов возбуждения и торможения.
О некоторых сдвигах в нейрогуморальных процессах может говорить снижение активности холинэстеразы в сыворотке' крови и органах облученных животных (С.В. Никогосян).
Наконец, морфологические и гистохимические исследования нервной системы при хроническом действии микроволн малой интенсивности (М.С. Толгская. 3.В. Гордон) свидетельствуют о выраженных явлениях раздражения в особо чувствительных образованиях различных разделов нервной системы, начиная с периферических рецепторов и интерорецепторов и кончая синоптическим рецепторным аппаратом коры головного мозга. Эти явления раздражения рецепторных аппаратов функциональны, обратимы и исчезают после прекращения облучения.
Подобные функциональные обратимые изменения обнаруживаются также при гистохимических исследованиях нервной системы в виде нарушения содержания нуклеопротеидов в клетках.
Свидетельством высокой чувствительности нервной системы к изучаемому фактору являются данные клинико-физиологических исследований работающих с источниками радиоволн. Клинический синдром хронического действия радиочастот, описанный клиникой нашего института под руководством Э.А. Дрогичиной (М.Н.Садчикова, А.А. Орлова, К.В. Глотова, Е.Н. Хмара, С.Ф. Белова, В.В. Соколов, Н.М. Чулина, И.А. Гельфон и др.), в своей основе имеет ваготоническую направлен- ность вегетативных и сердечно-сосудистых реакций, истощающее влияние фактора на высшие отделы центральной нервной системы, что приводит к астеническим реакциям, а при тяжелых формах заболеваний − к диэнцефальным явлениям.
Таким образом, чувствительность нервной системы к воздействию электромагнитных волн радиочастот можно было проследить с помощью всех использованных нами методов исследования.
Реакция организма на воздействие радиоволн различных диапазонов (особенно микроволн) часто протекает двухфазно.
Первая фаза изменений характеризуется повышением возбудимости, лабильности нервной системы, активности холинэстеразы в сыворотке крови, гипертензией, стимуляцией развития животных. Однако стимулирующее действие микроволн на организм нельзя рассматривать как положительный эффект, так как наряду с перечисленными явлениями наблюдается ослабление активного торможения, последовательная депрессия и т. п. Первая фаза действия микроволн кратковременна и наиболее отчетливо проявляется при действии миллиметровых волн (условные рефлексы, холинэстераза). Эта фаза иногда полностью выпадает при действии дециметровых и 10-см волн.
Вторая фаза проявляется в угнетении различных функций организма. Характер изменений в этой фазе носит черты астенического синдрома: падение возбудимости центральной нервной системы и ее чувствительности к экстероцептивному раздражению, снижение работоспособности корковых клеток, глубокое последовательное торможение, снижение активности холинэстеразы в крови, органах и центральной нервной системе, гипотензивный эффект, угнетение развития животных. Часто между фазами улавливается волнообразное течение реакции, свидетельствующее, по-видимому, о степени выраженности компенсаторных реакций. Фаза угнетения, чаще всего выраженная, несмотря на возможную обратимость функциональных сдвигов, рассматривается нами как результат неблагоприятного действия радиоволн на организм. Экспериментальные данные находят свое подтверждение и в клиническом синдроме.
Общим для исследованных диапазонов волн является также кумуляция биологического эффекта, выявленная нами (1957 г.) для сантиметровых волн, нашедшая подтверждение (1960 г.) для других диапазонов микроволн (дециметровых и миллиметровых), а также для среднего диапазона при длительном облучении малыми интенсивностями. Особое значение приобретает кумуляция биологического действия для гигиенического нормирования допустимых величин интенсивности облучения. Наличие на определенных этапах реакции организма явлений временной нормализации исследуемых функций (которые выявлены нами на основании экспериментальных и клинико-физиологических исследований) не может смягчающе влиять на гигиенические требования к нормам вследствие суммирования биологического эффекта при хроническом действии малых интенсивностей облучения.
Общее явление представляет собой обратимость функциональных сдвигов после прекращения действия радиоволн.
Снижение содержания рибонуклеопротеидов в клетках, обнаруженное гистохимическим методом, подтверждается биохимическими исследованиями (С.В. Никогосян), показавшими снижение содержания РНК в органах облученных животных. Изменение содержания белка и белковых фракций в сыворотке крови экспериментальных животных (С.В. Никогосян) и людей, работающих в условиях воздействия радиоволн (И.А. Гельфон, М.Н. Садчикова), повышение содержания гистамина в крови (И.А. Гельфон), снижение содержания хлоридов (Н.К. Бялко и М.Н. Садчикова), изменение кальциевого аппетита у животных (В.В. Кулакова) свидетельствуют о некоторых сдвигах в обменных процессах, наступающих при воздействии микроволн.
Особенности действия радиоволн на организм и в первую очередь на нервную систему проявляются в различной степени выраженности и характере течения реакции организма, что определяется диапазоном волн, интенсивностью и длительностью воздействия.
Наиболее биологически активными являются микроволны. Так, например, в диапазоне микроволн более выраженная реакция центральной нервной системы и ее высших отделов наблюдается при действии дециметровых и 10-см волн; морфологические изменения рецепторного аппарата кожи выражены при облучении миллиметровыми волнами, в то время как явления раздражения интероцептивных образований резче проявляются при действии дециметровых волн.
Снижение уровня кровяного давления наступает раньше и носит более выраженный характер при действии 3-см и миллиметровых волн.
Небольшие изменения эстрального цикла у облученных самок мышей и снижение веса их потомков требуют продолжения и расширения исследований половой функции животных при воздействии микроволн, что нами предпринимается.
Анализируя всю сумму биологических реакций, возникающих в результате хронического действия радиоволн и особенно микроволн малой интенсивности, представляется возможным говорить о преобладающем значении нарушений центральной нервной системы и опосредованном влиянии на различные системы и функции организма (кровяное давление, некоторые обменные процессы, половая функция и др.).
Допустимо предположить, что действие микроволн на центральную нервную систему может осуществляться как непосредственным путем − на структуры мозга, так и рефлекторной передачей импульсов с рецепторных приборов. Можно думать, что в механизме действия определенная роль принадлежит нейрогуморальным факторам.
Тот или иной механизм действия преобладает, очевидно, в зависимости от диапазона волн.
С целью выяснения характера биологического действия радиоволн на организм все наши экспериментальные исследования до настоящего времени были направлены на изучение только этого фактора, и в этом плане достигнуты определенные результаты. Однако реальные производ- ственные условия связаны с возможностью комбинированного действия ряда факторов (мягкого рентгеновского излучения, ионизирующей радиации, метеорологического и др.). Поэтому возникает необходимость изучения комбинированного действия радиоволн и других производcтвенных факторов среды.
Представленные в сборнике материалы подытоживают этап исследований в области гигиены труда и биологического действия радиоволн, подтверждают ранее рекомендованные нормативы, вносят новые рекомендации по нормативам (миллиметровые волны, средние волны по магнитной составляющей) и дают основание для нормирования во вновь изучаемых диапазонах (KB и УКВ). Дальнейшие исследования представляется целесообразным вести в следующих направлениях:
− Изучение действия малых интенсивностей облучения (слабых раздражителей), что потребует применения тонких биологических методов исследования и позволит на более высоком теоретическом уровне решать вопросы гигиенического нормирования и механизма действия радиоволн.
− Расширение исследований в области патогенеза и клиники воздействия облучения малыми интенсивностями.
− Особое внимание должно быть уделено комбинированному действию радиоволн с фактором не- радиоволновой природы (мягкий рентген, ионизирующая радиация, метеорологический фактор и др.).
− Необходимо больше внимания уделить изучению влияния радиоволн различных диапазонов на половую функцию и потомство облученных организмов
|
