Вопрос 58 Биологическое действие ЭМИ СВЧ-диапазона

Биологическое действие ЭМИ СВЧ-диапазона. (3-30 ГГц, сантиметровые) Действие ЭМИ на жи­вые объекты зависит от длины волны, интенсивности, продолжительности и режимов излучения, размеров и анатомического строения органа, под­вергающегося облучению, строения облучаемой ткани или органа. Эффект биологического действия тем выраженное, чем больше интенсивность (мощ­ность) излучения, продолжительнее время облучения и больше облучаемая поверхность. ЭМИ миллиметрового диапазона поглощается поверхност­ными слоями кожи, сантиметрового диапазона-кожей и прилегающими к ней тканями, дециметровые проникают на глубину 10-15 см. Для более длинных волн ткани тела человека являются хорошо проводящей средой.

В зависимости от интенсивности излучения различают термическое (тепловое) и нетермическое действие. Границей этого раздела является плотность потока энергии (ППЭ), равная 10 мВт/см²: при больших энер­гиях проявляется термическое действие, при меньших - нетермическое.

Термическое действие заключается в нагревании облучаемых тканей и повышении их температуры, что и определяет возникающую патоло­гию. Различные ткани по-разному поглощают энергию ЭМИ. Наиболее сильно поглощают энергию и нагреваются ткани и органы, которые со­держат много воды - хрусталик и стекловидное тело глаза, полые органы (мочевой и желчный пузыри, желудок, кишечник), гонады, паренхима­тозные органы. Наиболее чувствительны к локальному избирательному нагреву органы и ткани с плохой терморегуляцией - хрусталик и стекло­видное тело глаза. Возникающие в тканях изменения связаны с денатура­цией белка и изменением хода биохимических реакций (катаракты, некроспермия и атрофия сперматогенного эпителия, желудочные кровоте­чения и др.). Термическое действие СВЧ-излучения является следствием несчастных случаев, аварийных ситуаций и грубых нарушений правил техники безопасности. Значительно чаще в войсковой практике отмеча­ется специфическое, нетермическое действие ЭМИ.

Нетермическое действие СВЧ-излучений изучено недостаточно и в значительной степени дискуссионно. Предположения о специфическом их действии было высказано еще в середине 40-х годов, но до 1952 г. экспериментального подтверждения факта наличия этого действия не было. Обнаружить и исследовать прямыми методами специфическое дей­ствие радиоволн - задача довольно трудная, так как оно сводится к тон­чайшим изменениям в организме и проявляется лишь косвенно. Главным образом, это функциональные изменения и биологические эффекты, кото­рые возникают в организме при отсутствии температурных сдвигов в тка­нях и специальных терморегуляторных реакций при интенсивностях СВЧ- излучения, меньших порогового уровня теплового действия - 10 мВт/см².

Специфическое действие радиоволн СВЧ-диапазона отмечается в ос­новном на целостном организме, но оно обнаруживается и на клеточном уровне.

Нетермическое действие радиоволн в настоящее время объясняют не­сколькими механизмами:

1. Наличие в биосредах "микропроцессов", связанных с выстраива­нием вдоль электрических силовых линий ЭМП суспендированных час­тиц ряда веществ, а также микроорганизмов, лейкоцитов и эритроцитов -так называемых "жемчужных цепочек", которые с изменением направле­ния линий поворачиваются точно вслед за полем.

2. Поляризация боковых цепей макромолекул тканей и ориентация их параллельно электрическим силовым линиям, что может приводить к разрыву внутри- и межмолекулярных связей, к коагуляции молекул и измене-пню их свойств.

3. Действие сил Лоренца - положительные и отрицательные ионы в тканях и электролитах перемещаются перпендикулярно магнитным сило­вым линиям, в результате чего нарушаются химический состав и электри­ческое равновесие тканей.

4. Резонансное поглощение ЭМП белковыми молекулами - при совпа­дении характеристических частот молекул и частоты ЭМП. В таком слу­чае молекулы возбуждаются, приходят в колебательное движение, сталки­ваются с невозбужденными молекулами, передают им свою энергию, кото­рая расходуется на их химическое преобразование, процессы каталитичес­кого характера и др. Специфическое действие радиоволн вызывает в организме различные изменения - обратимые или необратимые, морфологического или функ­ционального характера.

Морфологические изменения чаще наблюдаются в тканях перифери­ческой и центральной нервной систем. Характер их зависит от частоты излучения (длины волны): при действии миллиметровых волн изменения локальны, имеют вид очагов, при действии сантиметровых - концентри­руются вокруг сосудов мозга. По суммарному эффекту на нервную сис­тему наибольшим воздействием обладают дециметровые волны. Морфо­логические изменения наблюдаются также в других тканях и органах (гла­за, кровь и др.).

Функциональные изменения выражаются в нарушении характера и интенсивности физиологических и биохимических процессов в организ­ме, функций различных отделов нервной системы, нервной регуляции сер­дечно-сосудистой системы и т.п.

Клинические проявления действия СВЧ-излучений наблюдаются пре­имущественно со стороны нервной и сердечно-сосудистой систем. Асте­нический синдром характеризуется жалобами на повышенную утомляемость, слабость, разбитость, понижение работоспособности, нарушение сна, головную боль, головокружение, раздражительность, вспыльчивость, повышенную потливость, реже -на понижение памяти, чувство тревоги, половую слабость и др. Объективно отмечается повышение сухожильных рефлексов, тремор рук и век, акроцианоз, локальный и общий гипергидроз, изменение дермографизма, пиломоторного рефлекса и др. В ряде случаев изменения функций нервной системы свидетельствуют о диэнцефальных нарушениях.

Изменения, наблюдаемые у людей при хроническом воздействии СВЧ-поля, имеют полиморфный характер и отличаются неустойчивостью. Они обусловлены нарушениями нервно-гуморальной регуляции, появляются исподволь и обнаруживают четкую связь со стажем работы.

Нарушения функции сердечно-сосудистой системы протекают по типу нейроциркуляторной дистонии с жалобами на боли в области сердца, сердцебиение, одышку. Объективно наблюдаются гипотония, брадикардия и замедление внутрижелудочковой проводимости.

Изменения в крови чаще носят нестойкий характер, но при длитель­ных воздействиях наблюдаются лейкопения с нейтрофилопенией и тромбоцитопения.

В желудочно-кишечном тракте отмечаются нарушения секреторной и эвакуаторной функций.

Кроме того, специфическое действие СВЧ-излучений проявляется в изменениях газообмена, деятельности мочевыделительной системы, об­мена веществ (белкового, углеводного, жирового, минерального и др.), деятельности желез внутренней секреции, ферментативных процессов, обмена нуклеиновых кислот и пр.

СВЧ-излучение является типичным стрессором, вызывающим дезадаптацию - нарушение функций механизмов адаптации, регулирующих приспособительные реакции организма к изменениям условий внешней сре­ды. Оно обладает дезадаптирующим действием по отношению к теплу, холоду, шуму, психологической травме и др.