Електромагнітна біологія

Визначення і загальна характеристика

ЕЛЕКТРОМАГНІ́ТНА БІО­ЛО́ГІЯ — роз­діл біофізики, який ви­вчає вплив електромагнітних полів на біо­логічні процеси на всіх рівнях організації живих систем. У широкому ро­зумін­ні Е. б. охоплює всі діапазони електромагніт. хвиль, а також статичні магнітні й електричні поля, тому такі напрями, як фотобіологія, радіобіологія, магнітобіологія формально вважають її під­роз­ділами. Значно частіше Е. б. роз­глядають як науку про вплив на живі системи неіонізуючої радіації, верх. частот. діапазон якої обмежується міліметровими і субміліметровими хвилями, тобто діапазоном радіохвиль надвисокої частоти. В Е. б. виділяють т. зв. теплові й нетеплові ефекти. Перший тип повʼязаний з від­повід­дю біол. обʼєктів на їхній ро­зі­грів, що від­бувається внаслідок по­глина­н­ня енергії потуж. електромагніт. хвиль. Ці ефекти широко за­стосовують у медицині (ультрависокочастотна і дециметрова хвильова терапія). Нетеплові ефекти базуються на резонанс. взаємодії електромагніт. хвиль з біол. структурами. Потужність електромагніт. полів, що викликає нетеплові біол. ефекти, — 10^–3–10^–12 Вт/см². У такому випадку кажуть про «інформ. вплив», коли енергія електромагніт. впливу набагато менша від енергії, яку витрачає живий організм на формува­н­ня біол. від­повіді. У 20 ст. тривалий час ставили під сумнів можливість нетеплових ефектів електромагніт. полів, нині її доведено екс­периментально.

Осн. напрями дослідж. сучас. Е. б.: електромагнітні поля як фундам. чин­ник організації та регуляції біол. процесів; викори­ста­н­ня електромагніт. полів у біо­технології і медицині; екол. роль електромагніт. полів природ. походже­н­ня; електромагнітна без­пека та боротьба з електромагніт. за­брудне­н­ням. Перший напрям базується на теор. працях Г. Фрелиха, який у 2-й пол. 20 ст. об­ґрунтував можливість генерації живими клітинами когерент. електромагніт. полів у діапазоні надвисоких частот. Цю ідею екс­периментально довели вчені київ. та моск. шкіл Е. б. — С. Ситько, М. Девʼятков, М. Голант, О. Бецький, які стали фундаторами нового напряму — медицина квантова. За сучас. уявле­н­ням, когерентне електромагнітне поле макромолекул, окремих клітин і організму в цілому з їх власними характеристичними частотами формує динам. електромагніт. «каркас» організму, що є фундам. системою організації і регуляції біол. процесів (електромагніт. гомео­стаз). Другий напрям перед­бачає роз­робле­н­ня нових методів викори­ста­н­ня електромагніт. полів з метою упр. біол. процесами та лікува­н­ня організмів людини і тварин. В Україні ці напрями роз­вивають фахівці Н.-д. центру квант. медицини «Від­гук», Ін­ституту фізіології НАНУ (обидва — Київ), Таврій. університету (Сімферополь), Фіз.-тех. ін­ституту низьких т-р НАНУ (Харків). Третій напрям дослідж. повʼязаний з тим, що електромагнітні поля природ. походже­н­ня є важливим екол. чин­ником. Джерелом природ. електромагніт. полів є космофіз., метеорол. і гідрофіз. процеси. Вважають, що варіації природ. електромагніт. фону на поверх­ні Землі у діапазоні низьких частот є осн. екол. чин­ником, який забезпечує звʼязок біо­сфер. процесів з соняч. активністю. Таким чином, Е. б. пояснює феномени впливу соняч. активності на біол. і псих. процеси, від­криті О. Чижевським ще на поч. 20 ст. Осн. дослідж. з цього напряму зосереджені у Таврій. університеті (Н. Темурʼянц, Б. Володимирський). Четвертий напрям повʼязаний з про­блемою електромагніт. за­брудне­н­ня, рівень якого по­стійно зро­стає у звʼязку з актив. роз­витком електротех., компʼютер. і телерадіокомунікац. систем. Електромагніт. смог є потенційно небезпеч. чин­ником. Його вплив викликає у людей неспецифічні функціон. роз­лади, що зумовлює потребу проведе­н­ня по­стій. моніторингу електромагніт. фону та роз­робле­н­ня положень гігієн. нормува­н­ня електромагніт. полів техноген. походже­н­ня для різних частот. діапазонів. Провід. установою з цього напряму є Ін­ститут гігієни та мед. екології АМНУ в Києві (Ю. Думанський).

З приводу первин. механізмів дії електромагніт. полів на біол. обʼєкти триває дис­кусія. У якості первин. мішеней дії електромагніт. полів наднизьких частот пропонують іони кальцію, магнію, цинку та ін., що знаходяться у звʼязаному з білками стані. Іонрезонансні гіпотези отримали часткове екс­перим. під­твердже­н­ня, але вони не пояснюють увесь спектр біол. ефектів електромагніт. полів наднизьких частот. Альтернативні концепції базуються на тому, що первин. акцептором впливу електромагніт. полів на біол. системи є вода, при цьому фіз. механізм такого впливу залишається неві­домим. У якості первин. мішеней дії електромагніт. полів надвисоких частот роз­глядають білки, біол. мем­брани та асоціати молекул води. У звʼязку з від­кри­т­тям резонанс. взаємодії радіохвиль з водою (СПЕ-ефект) на­прикінці 20 ст. водна гіпотеза стає все більш об­ґрунтованою.

Ко­ординацію електромагнітобіол. дослідж. у світі здійснюють Біо­електромагнітне товариство і Європ. біо­електромагнітна асоц., в Україні — Укр. біо­фіз. товариство й Асоц. мед. фізиків України. Провід­ні спеціаліз. журнали — «Bioelectromagnetics», «Electromagnetic Biology and Medicine» (обидва — США), «European Biology and Bioelectromagnetics» (Велика Британія), «Биомедицинские технологии и радиоэлектроника» (РФ), «Фізика живого».

Літ.: Пресман А. С. Электромагнитные поля и живая природа. Москва, 1968; Плеханов Г. Ф. Основные закономерности низкочастотной электромагнитобиологии. Томск, 1990; Девятков Н. Д., Голант М. Б., Бецкий О. В. Мил­лиметровые волны и их роль в процес­сах жизнедеятельности. Москва, 1991; Темурьянц Н. А., Владимирский Б. М., Тишкин О. Г. Сверх­низкочастотные электромагнитные сигналы в биологическом мире. К., 1992; Леднев В. В. Биоэф­фекты слабых комбинирован­ных по­стоян­ных и пере­мен­ных магнитных полей // Биофизика. 1996. Т. 41, вып. 1; Бинги В. Н. Магнитобиология. Эксперименты и модели. Москва, 2002; Гуляр С. А., Лиманский Ю. П. По­стоян­ные магнитные поля и их применение в медицине. К., 2006.

В. С. Мартинюк

Завантажити статтю