Применение электромагнитных полей в медицине делает весьма желательным сознательный выбор режимов воздействия. Препятствием этому является исключительная сложность объекта и вызванная этим ограниченность теоретических познаний. Поэтому основную роль играет опыт, дополненный феноменологическими соображениями и доступными элементами теории. В этом плане исключительную роль играет резонанс. Именно с ним связывается биологическое действие воздействий с незначительной энергией. Использование этого механизма требует наличия в организмах колебательных структур – осцилляторов. В этом качестве часто предлагается использовать собственные ритмы организма , для чего приравнять частоту внешнего поля частоте ритма. В статье показано, что резонансы возникают при воздействии на определенные микроскопические структуры, в то время как ритмы связаны с синхронизацией метаболических процессов. Для выработки эффективного режима предлагается использовать частоту резонанса, модулированную ритмом.
Введение.
Данная статья продолжает тему действия электромагнитных полей на человека . Основное внимание уделено проблеме управления, хотя бы частичного, этим процессом. В практическом плане это важно в первую очередь для медицинских применений. Также объективная оценка такой возможности позволит ограничить домыслы о «смертельных лучах», «закипающих мозгах» и т.п. Принципиальную проблему при объяснении биологического действия «слабых» электромагнитных полей представляет их незначительная энергия. Решается она с использованием понятия резонанса как способа достижения больших результатов малыми средствами. В физике это понятие относится к особому виду объектов – осцилляторам. В общем виде это системы, совершающие колебания между двумя предельными состояниями. Основной характеристикой осциллятора является частота этих колебаний . Резонанс при внешнем воздействии это резкое возрастание амплитуды , когда его частота совпадает с собственной. Это весьма упрощенное определение, но именно оно часто используется в биологии. Прямое уподобление организмов системе осцилляторов началось, видимо, с Х. Кларк. В соответствии с ее теорией воздействием токов «резонансной» частоты можно лечить все болезни . Развитием этого подхода является концепция биорезонанса. Здесь в качестве осцилляторов рассматриваются естественные ритмы жизнедеятельности организма. Предполагается, что электромагнитное воздействие с равной этим ритмам частотой должно вызвать биологический эффект. Практическим использованием данного подхода можно считать согласование режимов «электромагнитной» терапии с ритмами, в частности, кровообращения. Однако , отождествление физиологического ритма с осциллятором является слишком формальным. Необходимо определить более обоснованное соотношение между ритмами и резонансами , для чего существует множество экспериментальных данных и теоретических оценок .
Резонансы и «мишени».
Для «возбуждения» осциллятора при резонансе, кроме совпадения частоты, необходимо, чтобы потери были меньше , чем энергия воздействия. Для электромагнитного поля малыми потерями должен характеризоваться непосредственный объект воздействия – «первичная мишень». При этом энергии должно «хватить» на изменение состояния ,которое через цепь биохимических реакций приводит к наблюдаемому биологическому эффекту. Это значительно сужает круг вероятных «мишеней», поиск которых является предметом теоретического анализа в многочисленных публикациях. Однако даже для надежно выявленных «мишеней» пути их влияние на физиологию детальному учету не поддаются. Связь этих «истинных» осцилляторов с биологическими ритмами является сложной и требует детального анализа.
Ритмы и синхронизация.
В основе ритмического функционирования организма лежит циклический характер обмена веществ - метаболизма. Метаболический цикл в общем виде включает стадию получения энергии и стадию ее использования для совершения полезной работы или передачи на более высокий уровень структурной организации. Иерархическое построение – эволюционно выработанное свойство живой материи. Необходимым условием ее существование является синхронизация действия элементов каждого уровня для обеспечения функционирования последующих. В частности синхронизация биохимических реакций определяет развитие и свойства клеток, взаимодействие клеток – работу органов и далее всего организма. Процессы на высших уровнях в значительной мере зависят от внешних условий. Отсюда суточные – циркадианные – и более длительные ритмы. На субклеточном и клеточном уровнях определяющую роль играют скорости биохимических процессов. Здесь за исключением особых случаев отсутствует стабильное внешнее воздействие, которое обеспечивает синхронизацию. Ее механизмы следует искать во внутренних – эндогенных взаимодействиях. Одним из таких механизмов служат электромагнитные поля. Наиболее ярким примером может служить механизм формирование сердечного ритма. Сокращение сердечной мышцы происходит при электрическом взаимодействии клеток - миоцитов . Следствием их синхронного возбуждения является электрический импульс, регистрируемый как ЭКГ. Аналогичный процесс сопровождает ритмы головного мозга ( см.ЭЭГ) Здесь электрический импульс рождает синхронное возбуждение групп нейронов. Приведенные примеры относятся к межклеточным взаимодействиям, причем регистрируется их выход на уровень органов. При внутриклеточных взаимодействиях ритмы связаны с закономерными изменениями химического состава и видов биохимических реакций. Решающую роль при этом играют колебания концентрации активаторов. Главными из них являются , как правило , ионы кальция и активные формы кислорода (АФК). Именно с ними связаны наиболее достоверные данные о биологическом влиянии внешних электромагнитных полей. Аналогичного действия следует ожидать и от внутренних (эндогенных) электромагнитных взаимодействий. Сводится это действие к синхронизации процессов , формирующих ритм.
Внутренние источники и их взаимодействие.
Рассмотрение внутренних источников следует, однако, начать с внешнего геомагнитного поля. Его действие входит в систему регулирования биохимических процессов наряду с другими факторами. В аспекте синхронизации его роль заключается в модуляции высокочастотного излучения локализованных зарядов, в частности ионов кальция . Локализованный заряд можно рассматривать, как осциллятор с определенным спектром частот. Взаимодействие таких зарядов происходит по резонансному механизму. При этом магнитное поле влияет на поляризацию излучения каждого заряда. При коллективном резонансе возникает когерентный сигнал. Процесс его формирования и концентрация локализованных зарядов имеют положительную обратную связь. Данная модель является гипотетической, но согласуется с экспериментально выявленным биологическим эффектом на Ларморовской частоте иона кальция и его аналогов.
Другим механизмом формирования когерентного сигнала может быть взаимная индукция излучения при рекомбинации активных форм кислорода (АФК). Эти молекулы –один из главных регуляторов биохимических процессов .Их концентрация подвержена ритмическим колебаниям связанным с действием активаторов , в особенности ,кальция.
Приведенные модели, скорее всего, не исчерпывают всего ряда подобных взаимодействий. Возможно, что и они могут существенно отличаться от реальных. Но несомненно, что в сети сложных взаимозависимостей эндогенные поля играют роль неизбежного фактора. В стабильных внешних условиях это фактор оптимальной самоорганизации и составляющий элемент гомеостаза. Также логично предположить , что их действие в силу малой энергии эффективно при резонансах и генерации когерентного сигнала.
Влияние внешнего излучения.
Имеются в виду воздействия , не входящие в круг постоянно действующих факторов, «узаконенных» эволюцией или «освоенных» при адаптации. В предложенной выше схеме их роль сводится к влиянию на режим синхронизации метаболических циклов. Для случая слабых электромагнитных полей воздействие на практике не всегда эффективно , а при наличии значимого результата действует с задержкой и завершается адаптацией, за исключением особых ситуаций , о которых речь будет ниже. Указанные свойства объясняются: во-первых, многофакторной системой поддержания гомеостаз, а во- вторых ее иерархическим построением. Это значит, что нарушение на молекулярном уровне не всегда вызовет заметный отклик на клеточном и т.д. В случае существенного возмущения следует «команда» на компенсацию, то есть «включаются» резервные варианты оптимизации. Происходит это с задержкой, зависящей от реакции на верхних уровнях и системы обратной связи. Теперь об исключениях. Это случаи, когда метаболический цикл завершается точкой бифуркации, требующей однозначного выбора. Возникает подобная ситуация при патологиях. Ей сопутствует высокая концентрация АФК, которые совместно с кальцием определяют «судьбу» клетки. В данных случаях слабое внешнее воздействие стимулирует интенсивный когерентный сигнал. В связи с этим высказывалась мысль о коррекции «неправильных» эндогенных полей на «правильные» при терапевтическом использовании слабых полей. На самом деле имеет место стимулирование «положительного» выбора в точке бифуркации . По статистике это является делом случая, то есть определяется дополнительными факторами. Практика успешного терапевтического использования электромагнитных полей показывает, что эффект имеет место на стадиях реабилитации ,ускоряя положительные изменения. Иная ситуация в онкологии. Здесь существует зона неустойчивости, когда могут развиваться как процессы нормального распада клеток - апоптоза, так и неконтролируемого деления. Здесь положительный результат предсказать невозможно.
Вывод.
Практическим выводом должны быть рекомендации по эффективному использованию электромагнитных полей для воздействия на организмы. Исходными данными являются резонансы и ритмы. Частоты резонансов получены в экспериментах , интерпретированных на основе фундаментальной теории. Определение ритмов зависит от конкретной задачи. В одних случаях это стандартно измеряемые ритмы ЭКГ и ЭЭГ. В других электрические колебания или вибрации в БАТ. В любом варианте существует единый подход: воздействие с резонансной частотой согласуется с фазой цикла, определяющего ритм. При использовании электромагнитных полей высокой частоты особую роль играют биологически активные зоны. Они могут быть использованы как для определения ритма, так и воздействия на резонансной частоте.
Развернутое изложение и литературные источники ЗДЕСЬ.