Електромагнітна біологія

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 пов’язаний з відповіддю біол. об’єктів 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. Дев’ятков, 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. пов’язаний 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 зв’язок 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. Темур’янц, Б. Володимирський). Четвертий напрям пов’язаний з проблемою електромагніт. забруднення, рівень якого постійно зростає у зв’язку з актив. розвитком електротех., комп’ютер. 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. об’єкти триває дискусія. У якості первин. мішеней дії електромагніт. полів наднизьких частот пропонують іони кальцію, магнію, цинку та ін., що знаходяться у зв’язаному 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 зв’язку 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

Розмір шрифту

Електромагнітна біологія

Рекомендована література

Інформація про статтю

Схожі статті