КРАЙНЕ СЛАБЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И

БИОЭФФЕКТЫ
СЛАБЫХ И КРАЙНЕ СЛАБЫХ
ПЕРЕМЕННЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
В.В. Леднев
Магнитное поле бытовых источников
на расстоянии 0.3 м
по данным Центра электромагнитной безопасности, Россия;
Национального Совета по защите неионизирующих излучений,
Великобритания
0 - 0.2 мкТл
0 - 0.3 мкТл
0.2 - 2.1 мкТл
0.4 - 1.8 мкТл
0.1 - 3.1 мкТл
2.1 - 3.1 мкТл
0.3 - 4.2 мкТл
3.8 - 8 мкТл
Снижение амплитуды магнитного поля бытовых
приборов с расстоянием
(по данным Центра электромагнитной безопасности)
Магнитное поле, %
100
Стиральная
машина
Миксер
80
60
Тостер
40
20
0
0
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
Расстояние, м
1,1
Направления исследований
• Механизмы взаимодействия крайне слабых
переменных магнитных полей (КС ПеМП) с
биосистемами.
• Комбинированное воздействие магнитных
полей и химических веществ на биосистемы.
Магнитные поля
• КС ПеМП - переменные магнитные поля с
величинами амплитуд 10-10-10-6 Тесла.
• Фактически используется комбинированное
магнитное поле, содержащее коллинеарно
направленные постоянную, ВDC, и переменную, ВАC,
компоненты.
• В качестве постоянной компоненты используется
магнитное поле Земли (ВDC = 50 • 10-6 Т).
• Переменная компонента создается с помощью
катушечной пары Гельмгольца.
Катушечная пара Гельмгольца
Биологические эффекты «нанотесловых»
переменных магнитных полей
1
В,
нТл
200
2
3
N
F, Гц
Биоэффект
Лит.
источник
Михайловск
ий и др.,
1973
Суслова и
др., 1988
0.01
Гц
Выработка условного
рефлекса у человека
200
0.01
50
0.1
Рождение ослабленного
потомства у самок
мышей, помещенных во
время беременности в КС
ПеМП
Лечение тяжелых
Divacar,
холодовых повреждений, 1987
вызванных длительным
пребыванием животных
при –15 0С
4
В,
нТл
200
0.1
5
300
0.03
6
200
8
7
5 и 50 0.0120
N
F, Гц
Биоэффект
Лит.
источник
Изменение активности
Петричук
ферментов в лимфоцитах 1985
крови
Изменение в системе
Семенов,
транспорта кислорода в 1987
организме больных с
заболеваниями крови
Изменение
Темурьянц,
энзиматической
1972; 1982
активности форменных
элементов крови
Изменение
Sanker
биохимических
Narajan et al.,
показателей в крови
1984;
человека
Surahmayam,
1985
N
8
9
В,
нТл
10, 50
100
200
5
F, Гц
0.01
0.1
1; 8
50
10 30-50 7 и 40
500
7 и 40
Биоэффект
Лит.
источник
Изменение скорости
Ачкасова,
деления бактерий E.coli в 1984
экспоненциальной фаза
Изменение времени
Макеев и
свертывания крови.
др., 1984
Изменение числа
лейкоцитов в крови крыс
Подавление
Cook et al.,
экспериментального
2000;
аллергического
Persinger et
энцефалита в поле 30 –
al., 1999
50 нТл, 7 Гц
В,
нТл
11 40
N
40
12 100
F, Гц
Биоэффект
Лит.
источник
Утрата устойчивости
Новиков и
ДНК хроматина клеток др., 1997
асцитной карциномы
Эрлиха и мозга мышей
к ДНКазе I
Сумма
синусо
идальн
ых
частот
3.5-5
10
Отсутствие эффекта
3-10
Увеличение продукции Новосефактора некроза
лова и др.,
опухолей в макрофагах 2001
мышей с
трансплантированной
карциномой Эрлиха
после экспозиций
животных в магнитном
поле
Влияние «нанотесловых» полей на физикохимические системы.
N
1
2
3
4
В,
F, Гц
Биоэффект
нТл
50-90 0.1-8 Изменения в ходе
реакции Пикарди
(образование
оксихлорида висмута)
500
0.01
Изменение амплитуды
и частоты колебаний в
реакции БелоусоваЖаботинского
500
0.1
Изменение скорости
250
агглютинации
500
бактерий
100
4.4
Изменение физикохимических свойств
воды и льда, а также
водных растворов
родамина 6 Ж
Лит.
источник
Опалинская,
Агулова,
1984
Агулова,
1985
Агулова,
1985
Семихина,
1989;
Березин и
др., 1991
5
В,
F, Гц
нТл
60 3.5-5.0
6
40
3.5-5.0
7
60
3.7
8
10- 1.0-10
200
N
Биоэффект
Лит. источник
Изменение
комплексообразования
белков и
полиаминокислот с ДНК
Ускорение протеолиза
белка-ингибитора
ДНКазы I
Изменение собственной
флюоресценции воды и
белков – сывороточного
альбумина быка,
цитохрома с
Активация гидролиза
пептидов и белков
Новиков и др.,
2000;
Новиков и др.,
1997
Новиков и
др., 1999;
Фесенко и
др., 2000
Новиков,
Фесенко,
2001
Планария Dugesia tigrina
Регенерирующая планария через 3 дня после
ампутации головной части
Величина эффекта МП=
(RЭ - RК)/RК h 100%,
где RЭ,К = sЭ,К/SЭ,К
s Э,К площадь бластемы,
SЭ,К площадь всего тела
планарии в контроле и в
эксперименте
Проростки семян льна
Отрезки стеблей
проростков
льна в чашке Петри
Схема измерения угла
гравитропического изгиба
Величина эффекта МП =(aЭ - aК)/ aК h100%,
где aК и aК угол гравитропического изгиба отрезков стеблей льна
в контроле и в эксперименте
Зависимость величины биоэффекта
от частоты переменой компоненты «нанотеслового»
поля (ВDC= 46.5 мкТл, BAC= 134 нТл, fAC=3, 4, 5 Гц )
Величина эффекта, %
Гравитропизм растений
Регенерация планарий
30
30
20
20
10
10
0
0
3
4
5
3
4
5
Частота, Гц
Каждый столбик результат усреднения величины биоэффекта по 3-4-м независимым опытам
Зависимость величины биоэффекта от частоты
переменой компоненты «нанотеслового» поля
(ВDC= 46.5 мкТл, BAC= 402 нТл, fAC=9, 12, 15 Гц )
Величина эффекта, %
Гравитропизм растений
Регенерация планарий
30
30
20
20
10
10
0
0
9
12
15
9
12
15
Частота, Гц
Зависимость величины биоэффекта от частоты
переменой компоненты «микротеслового» поля
(ВDC= 46.5 мкТл, BAC= 1,6 мкТл, fAC=25, 37, 76 Гц )
Величина эффекта, %
Гравитропизм растений
30
Регенерация планарий
30
20
20
10
10
0
0
25
37
76
25
37
76
Частота, Гц
Влияние «пикотеслового» КС ПеМП
(ВАС=640 пТл, fAC=10 Гц) на:
Контроль
Поле
50
40
30
20
10
0
1
2
3
Регенерацию планарий
Индекс регенерации
Угол изгиба, градусы
Гравитропизм растений
Контроль
Поле
30
20
10
0
1
2
3
Номер опыта
Вращение магнитного момента в постоянном
магнитном поле
Теоретически ожидаемая зависимость интенсивности, I,
электромагнитного поля, излучаемого магнитным
моментом, прецессирующим в комбинированном магнитном
поле от соотношения
BAC / f

I = | J1 (x) h [J2(x) - J0(x)]|

x=
0
,
3
BAC / f
Гц/мкТл) гиромагнитное
(
0
,
2
отношение
Èíòåíñèâíîñòü
BAC (мкТл) амплитуда
переменного поля
0
,
1
0
,
0
0
0
.
9
2
.
7
5
2
4
B6
f
AC
B
/
f
A
C
f (Гц) - частота
переменного поля
Зависимость величины гравитропического ответа в
сегментах стеблей льна от параметра
BAC / f

4
0
3
0
Âåëè÷íàýôåêòà,%
2
0
1
0
0
0
0
.
9
2
.
7
5
2
4
B
/f
A
C
6
Зависимость скорости регенерации планарий от
параметра
BAC / f

3
0
Âåëè÷íàýôåêòà,%
2
0
1
0
0
0
0
.
9
2
.
7
5
2
4
B
/f
A
C
6
Комбинированное воздействие
КС ПеМП (ВАС=134 нТл, fAC=5 Гц) и
препарата «Адгелон» (10 -14 М)
на регенерацию планарий
АДГЕЛОН
20
10
0
-20
-30
АДГЕЛОН +
КС ПеМП
-10
КС ПеМП
Величина биоэффекта, %
30
Величина биоэффекта, %
Комбинированное воздействие
КМП (ВАС=141 мкТл, fAC=50 Гц) и
препарата «Адгелон» (10 -14 М)
на регенерацию планарий
- 30
АДГЕЛОН
+ КМП
КМП
АДГЕЛОН
- 20
- 10
0
• Показана возможность воздействия КС ПеМП с
амплитудами 10-10-10-6 Тесла на биологические
системы.
• Первичными мишенями «пикотесловых» и
«нанотесловых» полей являются магнитные моменты
диамагнитных электронов молекул и спины ядер
водорода.
• Полученные данные позволяют предсказать
параметры «биологически активных» антропогенных
магнитных полей,
• Биоэффекты фармакологических препаратов могут
быть как увеличены, так и ослаблены при
одновременном воздействии на биосистемы слабых
магнитных полей
J.M. Mullins, L.M. Penafiel, J. Juutilainen, T.A. Litovitz
Bioelectrochemistry and Bioenergetics, 1999, 48, 193-199.
J.M. Mullins, L.M. Penafiel, J. Juutilainen, T.A. Litovitz
Bioelectrochemistry and Bioenergetics, 1999, 48, 193-199.
В.В. Новиков, И.М. Шейман, А.С. Лисицын, А.В. Клюбин,
Е.Е. Фесенко.
Биофизика, 2002, т. 47, №3, 564-567.