МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ
БЕЛАРУСЬ
УО «ГРОДНЕНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА ОБЩЕЙ
ГИГИЕНЫ И ЭКОЛОГИИ
ДИСЦИПЛИНА
РАДИАЦИОННАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
КОНТРОЛИРУЕМАЯ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ
РАБОТА
ТЕМА
«Биологические и медицинские
эффекты воздействия микроволнового излучения
на организм человека»
Выполнила:
Капусто М. М.
Студентка 2 курса, 16 группы
Гродно,2014
Оглавление
1. Введение.
Человечество все больше освобождается
от прямой зависимости от внешней среды
и увеличивает свое воздействие на природу.
Человек при помощи радиотехнических
и радиоэлектронных приборов создал невидимую
электромагнитную паутину, в которой мы
все находимся. Особенно сильно она разрослась
в последние годы. Мощные линии электропередачи
высокого и сверхвысокого напряжения,
не менее мощные и многочисленные радио–
и теле– передающие станции, космические
ретрансляторы – все они влияют на общую
картину воздействия электромагнитных
полей. Более 7 миллионов человек в Беларуси
ежедневно вольно или невольно соприкасаются
с источниками электромагнитных полей.
Это происходит и дома, и на работе, на
прогулке или на отдыхе на даче. Всякая
хозяйка радуется, если приобретает помощников
по хозяйству: холодильник, стиральную
машину, электрическую плиту или чайник,
утюг. Для многих не является излишеством
и миксер, кофеварка, микроволновая печь,
компьютер, сотовый телефон. Здорово, что
все это у нас есть. Но оборотная сторона
медали такова: все названные предметы,
включенные в розетки, и сами розетки,
и даже стены, пронизанные проводами, распространяют
электромагнитные поля, отнюдь не безвредные
для нашего здоровья. В своем доме каждый
человек должен быть уверен, что ничто
не угрожает его здоровью. Однако для этого
нужно знать, какие именно могут возникнуть
опасности и как их избежать.
С развитием цивилизации, существующие
естественные поля дополнились различными
полями и излучениями антропогенного
происхождения, и они играют важную роль
для всего живого на Земле. И чем больше
мы окружаем себя ими, тем важнее становится
для нас узнать о том, как действуют на
все живое созданные природой и нами самими
электромагнитные поля.
В последнее время появился
термин — электромагнитное загрязнение
(ЭМП антропогенного происхождения или
электромагнитный смог), обозначающий
совокупность электромагнитных полей,
разнообразных частот, негативно влияющих на человека.
2. Биологическое
действие ЭМП высокой частоты
Микроволновое излучение,
Сверхчастотное излучение (СВЧ излучение) — электромагнитные
излучения, включающие в себя сантиметровый
и миллиметровый диапазон радиоволн (от
30 см — частота 1 ГГц до 1 мм — 300 ГГц).
Высокочастотные биологические
эффекты электромагнитных излучений обусловлены
главным образом тепловой энергией, выделяющейся
в подвергшихся облучению тканях. Физиологические
механизмы теплоотдачи не компенсируют
теплопродукцию организма, происходящую
под действием микроволн.
В диапазоне частот от 1,0 до
300 МГц механизмы взаимодействия ЭМП с
организмом определяются как током проводимости,
так и током смещения, причем на частоте
порядка 1 МГц ведущая роль принадлежит
току проводимости, а на частотах более
20 МГц — току смещения. Обе разновидности
тока вызывают нагревание тканей. Тепловой
эффект усиливается по мере возрастания
частоты внешнего поля. Высокочастотный
ток проводимости (при частоте более 105Гц), в отличие
от низкочастотного, не возбуждает нервы
и мышцы. Ток смещения также не вызывает
возбуждения.
Длина волны на частотах от 1,0
до 3000 МГц превосходит размеры тела человека.
Такие поля могут оказывать как локальное,
так и общее воздействие на него. Характер
воздействия определяется тем, все ли
тело или часть его находится в поле. На
более высоких частотах (частота более
3000 МГц) длина волны меньше размеров тела
человека, что обусловливает только локальное
действие ЭМП. Кроме того, с повышением
частоты уменьшается глубина проникновения
электромагнитных колебаний в организм.
Глубиной проникновения электромагнитного
излучения в любую среду называют расстояние,
на котором амплитуда поля уменьшается
в е раз (е = 2,718…). Преодолев этот путь,
электромагнитная волна сохраняет примерно
13% своей начальной интенсивности. Глубина
проникновения зависит не только от частоты
внешнего ЭМП, но и от электрических свойств
тканей, в которые оно проникает. Для жировой
и костной тканей эта величина на порядок
больше, чем для мышечной.
Поскольку в частотный диапазон
микроволновых излучений попадает характеристическая
частота релаксации воды, то именно водные
среды организма поглощают энергию микроволновых
полей в наибольшей степени. Микроволны
слабо взаимодействуют с кожей и жировой
клетчаткой, а в мышцах и внутренних органах
интенсивно поглощаются. Поэтому мышцы
и внутренности претерпевают наибольшее
нагревание при микроволновой терапии.
Много тепла выделяется в жидкостях, заполняющих
различные полости.
Микроволновые излучения широко
используются в радиолокации. Нарушение
техники безопасности при работе на радиолокационных
установках может нанести очень серьезный
ущерб здоровью.
Особый интерес представляют
работы, касающиеся изучения влияния на
ЦНС микроволновых, модулированных в частотном
диапазоне собственных биологических
ритмов биообъекта. Установлено, что пороговые
интенсивности для микроволновых излучений,
модулированных в этом диапазоне, значительно
ниже тех, которые являются характерными
для импульсных и непрерывных излучений.
Микроволновое поле, модулированное
в ритме собственных частот мозга, обладает
выраженным кардиотропным действием.
Подвернув мозговую (нервную) ткань воздействию
микроволн, модулированных частотой собственных
биоритмов мозга, можно достичь усиления
биологического действия ЭМП за счет резонансных
явлений.
Значительную роль играют резонансные
процессы, связанные с биологическими
ритмами человека. Резонансное усиление
или ослабление этих ритмов, появление
гармоник и субгармоник и результаты перекрестной
модуляции в нелинейных элементах клеток
могут порождать разнообразные психофизиологические
эффекты с отрицательными последствиями.
Среди множества электромагнитных
явлений особого внимания заслуживают
микроволновые излучения (МВИ), причем
наиболее существенный вклад в микроволновое
загрязнение окружающей среды вносят
радиолокационные и радиорелейные станции
и другие объекты, работа которых основана
на генерации электромагнитных излучений
СВЧ-диапазона. У людей, которые работают
на тропосферных, спутниковых, радио- и
радиолокационных станциях, появляются
головная боль, раздражительность, сонливость,
ослабление памяти и т.д.
По величине дозы и характеру
облучения выделяют острое и хроническое
поражение микроволновыми излучениями.
К острым поражениям относят нарушения,
возникающие в результате кратковременного
воздействия микроволн плотностью потока
энергии (ППЭ), вызывающей термогенный
эффект. Хроническое поражение — результат
длительного воздействия микроволнового
излучения субтепловой ППЭ (См. приложение
1).
Со стороны сердечно-сосудистой
системы наблюдали нейроциркуляторную
дистонию (НЦД) гипертонического типа,
миокардиодистрофию, сопровождавшуюся
быстро прогрессирующей коронарной недостаточностью.
Для картины периферической крови были
характерны лейкопения и тромбоцитопения.
У специалистов, обслуживающих электромагнитные
устройства, обнаруживается фазовый характер
изменений в системе периферического
кровообращения. В начальный период может
отмечаться умеренное снижение содержания
гемоглобина и эритроцитов. В дальнейшем
эти показатели нарастают и иногда существенно
превышают норму. Количество лейкоцитов
в первое время имеет склонность к увеличению
в сравнении с нормой. После семи - девяти
лет контакта появляется тенденция к снижению
лейкоцитов. У лиц со стажем 7-12 лет возможна
стойкая лейкопения. У некоторых изменяются
показатели свертываемости крови.
Биологическими исследованиями
установлено, что наиболее чувствительными
к воздействию микроволновых излучений
являются: центральная нервная система,
глаза, гонады. При этом могут происходить
нарушения деятельности сердечно-сосудистой,
нейроэндокринной, кроветворной, иммунной
систем и обменных процессов. Исследования
показали, что репродуктивная система
человека очень чувствительна к облучению
микроволновых излучений. При этом у мужчин
выявлен довольно высокий процент случаев
импотенции, снижение тестостерона в крови.
У женщин могут наблюдаться нарушения
детородной функции (токсикозы беременности,
самопроизвольные выкидыши, патология
родов).
Организм человека небезразличен
к локализации микроволновой энергии
на определенных органах (при эксплуатации
ручных радиотелефонов — это голова; портативных
раций — поясница или спина). Отмечается
явная зависимость биоэффектов от интенсивности
поля, поляризации и направления волн,
соотношения размеров органов и тела человека
с длиной волны микроволнового излучения.
Сложность состоит в том, что необходимо
учитывать все разнообразие факторов,
определяющих количество поглощенной
микроволновой энергии, диэлектрические
свойства тканей, геометрию, массу, ориентацию
биообъекта, поляризацию микроволновых
излучений, конфигурацию и характеристики
источника, экспозицию, интенсивность
и частоту излучения, все особенности
генерации и распространения микроволновых
излучений.
Излучение на частоте 900 МГц,
разрешенной для мобильных радиотелефонов,
имеет особенно высокую проницаемость,
при этом нередко в голове возникает «эффект
резонанса». Правда, отмечаются большие
различия в индивидуальной чувствительности.
Существует множество моделей, модификаций
радиотелефонов и они существенно отличаются
друг от друга мощностью и длиной волны.
Поэтому говорить о конкретном воздействии
того или иного аппарата можно лишь после
соответствующей сертификации.
Мишенью для микроволнового
излучения является молекула, обладающая
ЭМ-свойствами. Это, прежде всего, молекулы
воды. Живой организм человека в основном
(на 95 % в младенчестве и на 60% в старости)
состоит из воды. Все вещества при растворении
в воде образуют гидратные оболочки. Слабые
ЭМП низкой частоты изменяют метастабильные
структуры в воде, что резко снижает концентрацию
ионов калия и ведет к образованию активных
свободных радикалов.
ЭМ-энергия микроволновых излучений,
воздействия на воду, переходит в тепловую
энергию и последующие биоэффекты в клетках
и тканях связаны с повышением их температуры
локально, а затем и с разогреванием всего
организма. Чем больше величина СВЧ-волны,
тем глубже в тканях тепловой ожог. Повышение
температуры вызывает возбуждение терморецепторов.
Раздражаются и механорецепторы в очаге
поражения из-за «объемного эффекта» разогретой
тканевой жидкости.
3. Влияние микроволнового
излучения на системы органов.
Влияние
на нервную систему. Большое число исследований,
выполненных в мире, и сделанные монографические
обобщения, дают основание отнести нервную
систему к одной из наиболее чувствительных
систем в организме человека к воздействию
ЭМП. На уровне нервной клетки, структурных
образований по передаче нервных импульсов
(синапсе), на уровне изолированных нервных
структур возникают существенные отклонения
при воздействии ЭМП малой интенсивности.
Изменяется высшая нервная деятельность,
память у людей, имеющих контакт с ЭМП.
Эти лица могут иметь склонность к развитию
стрессовых реакций. Определенные структуры
головного мозга имеют повышенную чувствительность
к ЭМП.
Влияние
на иммунную систему. В настоящее время накоплено
достаточно данных, указывающих на отрицательное
влияние ЭМП на иммунологическую реактивность
организма. Результаты исследований ученых
дают основание считать, что при воздействии
ЭМП нарушаются процессы иммуногенеза,
чаще в сторону их угнетения. Установлено
также, что у живых организмов, облученных
ЭМП, изменяется характер инфекционного
процесса – течение инфекционного процесса
отягощается. Возникновение аутоиммунитета
связывают не столько с изменением антигенной
структуры тканей, сколько с патологией
иммунной системы, в результате чего она
реагирует против нормальных тканевых
антигенов. В соответствии с этой концепцией,
основу всех аутоиммунных состояний составляет
в первую очередь иммунодефицит по тимус-зависимой
клеточной популяции лимфоцитов. Влияние
ЭМП высоких интенсивностей на иммунную
систему организма проявляется в угнетающем
эффекте на Т-систему клеточного иммунитета.
Влияние
на эндокринную систему и нейрогуморальную
реакцию. В работах ученых в трактовке
механизма функциональных нарушений при
воздействии ЭМП ведущее место отводится
изменениям в гипофиз-надпочечниковой
системе. Исследования показали, что при
действии ЭМП, как правило, происходила
стимуляция гипофизарно-адреналиновой
системы, что сопровождалось увеличением
содержания адреналина в крови, активацией
процессов свертывания крови. Было признано,
что одной из систем, рано и закономерно
вовлекающей в ответную реакцию организма
на воздействие различных факторов внешней
среды, является система гипоталамус-гипофиз-кора
надпочечников.
Влияние
на половую функцию. Нарушения половой функции обычно
связаны с изменением ее регуляции со
стороны нервной и нейроэндокринной систем.
С этим связаны результаты работы по изучению
состояния гонадотропной активности гипофиза
при воздействии ЭМП. Многократное облучение
ЭМП вызывает понижение активности гипофиза.
Любой фактор окружающей среды, воздействующий
на женский организм во время беременности
и оказывающий влияние на эмбриональное
развитие, считается тератогенным. Многие
ученые относят ЭМП к этой группе факторов.
Принято считать, что ЭМП могут, например,
вызывать уродства, воздействуя в различные
стадии беременности. Хотя периоды максимальной
чувствительности к ЭМП имеются. Наиболее
уязвимыми периодами являются обычно
ранние стадии развития зародыша, соответствующие
периодам имплантации и раннего органогенеза. Было высказано мнение о возможности
специфического действия ЭМП на половую
функцию женщин, на эмбрион. Результаты
проведенных эпидемиологических исследований
позволят сделать вывод, что наличие контакта
женщин с электромагнитным излучением
может привести к преждевременным родам,
повлиять на развитие плода и, наконец,
увеличить риск развития врожденных уродств.