Электромагнитные поля в биосфере - Красногорская Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
микроволн), на что .указывалось ранее /§/. Экспериментально выявлено
снижение мембранного потенциала нервных клеток изолированных ганглиев
моллюска под влиянием СВЧ ЭМП /5/.
Другая серия исследований была посвящена изучению влияния микроволн
сантиметрового диапазона (А = 7,65-5,40 см) на одноклеточные организмы
/107. Оценка летального действия микроволн производилась путем измерения
убыли емкостной составляющей импеданса клетки мостовым методом и
использованием микроэлектродной техники. Показано, что убывание емкостной
составляющей до половины исходного значения полностью обратимо, если
прекратить СВЧ-облучение. Затем начинается фаза необратимых изменений.
Под действием СВЧ-поля происходят резкое уменьшение активного
сопротивления мембраны и незначительное снижение емкостной составляющей,
что свидетельствует с возможных изменениях отруктуры' мембраны и ее
проницаемости. Эти данные позволили перейти к непосредственному
исследованию физико-химических механизмов мембранной активности, на чем
следует остановиться подробнее.
Э.Ш.Исмаилов Дд7 исследовал влияние микроволн диапазона 1009 М№
интенсивностью 45 мВт/ом3 на проницаемость эритроцитов человека для ионов
калия и натрия. Облучение проводили в течение 30 мин в условиях
термостатирования при 37°. Показано, что под влиянием СВЧ-поля происходит
заметный выход калия из клеток. Одновременно наблюдается увеличение
поступления натрия в клетку, т.е. происходит снижение градиента
концентрации этих ионов на мембране эритроцита. Дополнительная инкубация
суспензии эритроцитов при температуре 37° в течение 30 мин усиливало
аффект. Затем наблюдалось постепенное восстановление исходных градиентов.
Для установления возможного пути дейотвия микроволн на проницаемость
активный транспорт в эритроцитах ингибировали с помощью моноиодацетата,
СВЧ-облучение таких эритроцитов вызвало дополнительный выход калия из
клеток и поступление в них натрия по сравнению с контролем, в котором
эритроциты подвергались только действию ингибитора. Однако СВЧ-эффект. в
данном случае менее выражен. Таким образом, было установлено, что
203
микроволны ускоряет диффузии ионов.по градиенту концентрации через поры в
мембране и одновременно ингибирует активный транспорт, т.е, действие СВЧ-
волн на проницаемость мембран является неспецифическим. Возможные
молекулярные механизмы такого действия микроволн обсуждались в /12 -147
на основе двух основных процессов, которые приводят к поглощении СВЧ-
знергии в биологических системах: релаксационных колебаний ди-польных
молекул воды, обусловливапцих диэлектрические потери, и колебаний
свободных зарядов, приводящих к потерям проводимости в поверхностных
слоях мембраны.
Благодаря работам последних лет показана существенная роль "структурной"
воды в стабилизации структуры молекул белка /157 и белок-ли-пидном
взаимодействии в биомембранах /16, 177. Характеристическая частота такой
воды лежит в области дециметровых радиоволн. Поэтому диэлектрические
потери микроволн этого диапазона в структурированной воде . должны быть
выше, чем в обычной. Наиболее вероятно, что потери СВЧ-энергии вызовут
фазовый переход структурированной воды и более жидкое состояние, а это в
свою очередь должно привести к конформационным перестройкам белковых
молекул и изменению степени белок-липидного взаимодействия в мембране
клеток.
Потери проводимости у поверхности мембраны (область двойного
электрического слоя) также будут выше, чем в остальном объеме клетки, так
как концентрация ионов и ионогенных групп макромолекул с соответствующими
характеристическими частотами в поверхностных областях мембраны больше по
сравнению о внутри- и межклеточной жидкостью.
Таким образом, в биомембранах поглощается больше СВЧ-энергии относительно
окружающего раствора. Часть этой энергии рассеивается в виде тепла,
повышая общую температуру системы, а другая часть затрачивается на
разрушение гидратных оболочек ионизированной поверхности мембран и
переход воды, участвующей в гидрофобных взаимодействиях белковых и
липидных компонентов мембраны, в более подвижное состояние. Оба эти
процесса вызывает нарушения в молекулярной организации мембран, которые и
приводят к изменению ее функций.
Изменение проницаемости мембран эритроцитов под влиянием микроволн было
позже подтверждено В.М.Штемлером /I8J7, который при тех же условиях, что
и в работе /То7, определял однонаправленные потоки ионов калия и натрия
из внешней среды внутрь эритроцитов. Было выявлено достоверное уменьшение
окорости, входа калия на и увеличение входа натрия на 10/8 при облучении
эритроцитов СВЧ-полем интенсивностью 50 мВт/см3. В диапазоне частот 898-
2340 МГц не было обнаружено явной зависимости эффекта от частоты
облучения. На частоте 2340 МГц изучалась также зависимость изменения
скорости входа калия в эритроциты от интенсивности и длительности
воздействия. Было выявлено, что пороговая интенсивность воздействия лежит
в области 1-10 мВт/см3. Изменение скорости входа калия носило фазный
