авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Частотная компонента и квантовое содержание КВЧ-терапии.

Ковалёв А.А., кандидат медицинских наук, Областная клиническая больница им. Бурденко,

г.

Пенза.

Аргументирована новая концепция генеза КВЧ-воздействия на биологическую клетку. Пред-

ложена новая парадигма биотропности частоты ЭМИ КВЧ. Обосновывается природа более

высокой биологической и терапевтической эффективности когерентных КВЧ-излучений, по-

сравнению с некогерентными.

Парадигма – исходная концептуальная схема, модель постановки проблем и их решения, господствующая в течение определённого исторического периода в научном сообществе [1].

В настоящее время в медицинской практике применяются когерентные электромагнитные излучения (ЭМИ) крайневысокочастотного (КВЧ) диапазона (миллиметровые радиоволны) со следующими длинами волн (): 4,9 мм;

5,6 мм и 7,1 мм. Аргументом для использования ЭМИ с =4,9 мм явились соображе ния, основанные на известном факте максимального поглощения миллиметро вых волн в атмосфере молекулярным кислородом;

=7,1 мм определена в экс перименте – при лечении животных, поражённых онкопатологией;

и лишь =5,6 мм была выбрана на основании анализа клинических наблюдений за ре зультатом лечения больных с язвенной патологией желудка и 12-перстной кишки [2]. Вместе с тем, было установлено, что терапевтический эффект при лечении этой категории больных может быть достигнут при применении ЭМИ КВЧ не только с = 5,6 мм, но и с = 4,9 мм [3]. Особо примечательным, в контексте рассматриваемой темы, оказался установленный в клинический практике факт повышения эффективности КВЧ-терапии язвенной болезни “при сочетанном применении генераторов с длинами 5,6 и 7,1 мм”, предусматри вавшем осуществление двух вариантов “сочетаний”:

В 1-м варианте применялся генератор с = 5,6 мм. Если к 10-й процедуре после контрольной гастроскопии не отмечалось рубцевания язвы, то дальней шее лечение с использованием генератора с = 7,1 мм сопровождалось клини чески эффективной репарацией язвенного дефекта.

Во 2-м варианте проводилось чередование через день КВЧ-воздействия излучениями с = 5,6 мм и с = 7,1 мм;

также сопровождавшееся клиническим эффектом в случаях с недостаточной действенностью моночастотного варианта КВЧ-терапии [3].

Практика КВЧ-терапии убедительно доказывает, что КВЧ-излучение оп ределённой длины волны - в ряде случаев - может способствовать терапевтиче ски значимому повышению эффективности саногенеза – динамического ком плекса защитно-приспособительных процессов, возникающих при воздействии на организм чрезвычайного раздражителя, развивающихся на всём протяжении болезни и направленных на восстановление нарушенной саморегуляции орга низма [4]. Вместе с тем, практика КВЧ-терапии предоставила и такой факт: при лечении больных язвенной болезнью в одних случаях рубцевание язвы проис ходило после 10-и сеансов воздействия ЭМИ одной длины волны (=5,6 мм), а у других больных аналогичный эффект наблюдался только после продолжения сеансов КВЧ-терапии, но с применением другой длины волны (=7,1 мм) КВЧ излучения. При этом в умах исследователей отложилось осознание только од ной стороны вышеприведенного наблюдения, касающейся неэффективности одной длины (1) ММ-волны при действенности другой длины (2) ММ-волны, но от всеобщего внимания ускользнула иная сторона того же наблюдения, суть которой в том, что действие ЭМИ с 2 осуществлялось всегда в продолжение действия ЭМИ с 1. Из этого, на наш взгляд, можно было бы заключить, что действие ЭМИ с 1 являлось не неэффективным, а недостаточно эффектив ным в данном случае, как нельзя исключить и того предположения, что и воз действие ЭМИ с 2 не привело бы к клинически значимому эффекту без пред варительного выполненного воздействия ЭМИ с 1. Однако, такой вариант ин терпретации результатов КВЧ-терапии никем не рассматривался, а был, по сути дела, a priori общепринят вывод о том, что в ряде случаев излучение с =5,6 мм является неэффективным, т.е. индивидуально невосприимчивым (индивидуаль но индифферентным), в отличие от терапевтически эффективного в этих случа ях излучения с =7,1 мм (или наоборот). Логика данного умозаключения “уза конила” представление, согласно которого в определённый период времени для каждого индивида существует только одна “резонансная” частота ЭМИ КВЧ, на которую может возникнуть “отклик” организма в виде комплекса реакций саногенного типа. Так возникла известная парадигма КВЧ-терапии, ассоцииро ванная с индивидуальным выбором одной (резонансной) частоты КВЧ воздействия. Однако, в данную модель никак не вписывается тот факт, что в ряде случаев клинический эффект достигался только при одновременном при менении двух КВЧ-излучений с разными (5,6 и 7,1 мм) – ведь очевидно, что в этих случаях в одном и том же организме терапевтическая эффективность при суща действию радиоволн с разными длинами. Наличие же неодинаковой сте пени эффективности для разных длин ММ-волн у одного и того же индивида, на наш взгляд, может быть обусловлено тем, что ММ–волны с разными длина ми способны влиять на различные компоненты одного и того же акцептора воз действующего излучения. Из этого следует, что в зависимости от особенностей патогенеза (т.е. особенностей выраженности и динамики патологического про цесса) саногенный потенциал больного организма может быть достаточно эф фективно повышен КВЧ-воздействием или одной частоты, или двух, или боль шего количества частот. На наш взгляд, имеются все основания для пересмот ра парадигмы частотной составляющей КВЧ-терапии и замены проблемы определения индивидуально-резонансной на проблему установления полного реестра биорезонансных частот КВЧ-диапазона, ориентированную на создание условий для осуществления сочетанного КВЧ-воздействия со вокупностью (максимально полной) КВЧ-излучений с разными резонанс ными частотами.

Очевидно, что при действии ЭМИ на материальный объект изменение со стояния (или свойств) последнего может возникнуть только при поглощении энергии этого ЭМИ. В результате эксперимента было установлено, что глубина проникновения ЭМИ КВЧ в кожу не превышает 300 мкм. Естественно, что по иск субстрата непосредственного действия ММ-излучений начался с клеточных структур. Так, было установлено, что, воздействуя на культуру клеток дрожжей Saccharomices Carlsbergensis квазимонохроматическими электромагнитными колебаниями КВЧ-диапазона, можно синхронизировать деление этих клеток в режиме корреляции с частотой этих колебаний [5]. Данный феномен объяснял ся способностью возбуждения внешним когерентным КВЧ-излучением в кле точных мембранах когерентных акусто-электрических волн КВЧ-диапазона [6].

Согласно гипотезе М.Б.Голанта, генерация клетками когерентных волн сопря жена с построением на клеточных мембранах устойчивых подструктур, со стоящих из белковых молекул, резонансная частота которых определяется рас стоянием между элементами подструктур, соответствует длине акустоэлектри ческих волн и совпадает с частотой генерируемых колебаний [6]. Рассматри ваемый феномен аналогичен формированию системы, определяющей одно ус тойчивое состояние, проявляющееся стабильной генерацией клетками (при их возбуждении) колебаний одной устойчивой частоты [7]. Как известно, живые организмы могут пребывать в нескольких устойчивых состояниях (два из кото рых – нормальное и патологическое - очевидны), ввиду чего актуализировался вопрос: каким образом в клетке может быть сформирована система, хотя бы, с двумя степенями свободы? В результате разработки этой проблемы был сделан известный вывод о том, что для формирования в клетке системы с двумя степенями свободы необходимо воздействовать на клетку колебаниями двух фиксированных частот ЭМИ КВЧ [7]. Однако, значимость этого вывода была нивелирована известными данными о нелинейности электрических свойств биотканей, определившими формулировку мнения о неизбежности по явления сложного, трудно анализируемого спектра колебаний при одновремен ном воздействии на клетку когерентными колебаниями двух частот [7]. Данное мнение, по сути дела, и явилось субъективным фактором, остановившем даль нейшее движение научной мысли в этом направлении.

Позднее, также в эксперименте, был обнаружен эффект опосредованного влияния ЭМИ КВЧ на рост зелёной водоросли, заключающийся в том, что КВЧ-облучение культуральной водосодержащей среды (без облучения самой водоросли) сопровождалось значительным усилением роста водоросли, причём, более выраженным, чем в случае непосредственного КВЧ-облучения самой во доросли [8]. Детальное изучение этого феномена позволило установить, что при действии ЭМИ КВЧ нетепловой интенсивности на жидкую воду происходит стойкое (сохраняющееся как минимум в течение двух суток после КВЧ облучения) изменение свойств воды: увеличивается её оптическая плотность в ультрафиолетовой части спектра, что позволило предположить о влиянии ЭМИ КВЧ на электронную конфигурацию молекул воды [8]. Вместе с тем, получили развитие представления об акцепторной способности водородной (Н-) связи (между протоном и двумя атомами кислорода) во взаимодействии с ЭМИ КВЧ диапазона [8]. Теоретически установлена возможность поглощения ЭМИ КВЧ водородными связями, но лишь в 60-ти молекулярных водных кластерах. На основании этого было выдвинуто предположение, что к реорганизации элек тронной структуры молекул воды приводит реорганизация её кластерных структур: последние поглощают кванты энергии КВЧ-поля, разрушаются при этом и восстанавливаются уже в изменённом виде [8]. Вместе с тем, известно, что число молекул воды в водном кластере определяет характеристическую частоту колебаний водородных связей в этом кластере, а значит определяет и энергию кванта этих колебаний [8]. Поэтому в 60-и молекулярных водных кла стерах может поглощаться излучение только одной частоты КВЧ-диапазона (идентичной характеристической частоте водородных связей в этих кластерах).

Если бы механизм действия ЭМИ КВЧ ограничивался только этим механиз мом, то эффект действия этого ЭМИ, однозначно, проявлялся бы исключитель но на какой-то одной квазимоночастоте КВЧ-диапазона, аналогичной квазимо ночастоте характеристических колебаний водородной связи в 60-молекулярном водном кластере. Вместе с тем, совершенно точно установлено, что в организ ме человека могут иметь место эффекты действия ММ-радиоволн нескольких определённых частот, причём, достаточно далеко разнесённых на частотной шкале (42,2 ГГц;

53,5 ГГц;

61,1 ГГц). На наш взгляд, для объяснения этого фе номена наиболее подходит механизм туннельных переходов протонов в цепоч ках водородных связей [8], характерный для всех известных водородсвязанных систем и способный вызывать ряд тонких квантовых эффектов [9]. Водородная связь определяет структуру не только воды, но и биологических молекул - ри бонуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и протеинов, а также участвует в про странственном объединении последних в межмолекулярные биополимерные комплексы и надмолекулярные (фибриллярные и глобулярные) внутри- и вне клеточные структуры [9]. Мы считаем, что механизм первичного преобразо вания КВЧ-излучений в колебательные процессы водородных связей сложных биополимерных соединений организма человека, наиболее адек ватен факту селективной биологической эффективности строго опреде лённых длин волн (4,9;

5,6 и 7,1 мм) ММ-излучений. Известно, что: 1) водо родная связь образуется ионом водорода (протоном), “отдавшим” свой элек трон одному из атомов молекулы [10];

2) динамика водородной связи, практи чески, эквивалентна динамике протона [11];

3) водородные связи могут быть симметричными (т.е. с центральным положением протона относительно обоих координированных им атомов) и несимметричными [12]. Длина водородной связи является различной и определяется типом своей анионной производной (OH;

NH;

FH;

ClH;

COOH;

NHCO и др.) [12]. Чем более асимметрична водо родная связь, тем больше различие расстояний от протона до атомов, с которы ми он связан, тем меньше энергия этой связи [13]. Расчётное значение частоты протонных переходов с Е 0,0004 эВ в симметричной водородной связи, ха рактерной для воды, составило 105 ГГц [9]. С учётом известной зависимо сти Е=h, меньшее значение квантовой энергии электромагнитных колебаний соответствует пропорционально меньшему значению частоты этих колебаний.

В зависимости от химической природы атома-акцептора водородные связи от личаются друг от друга степенью прочности [12] и в разных биомолекулах энергия водородной связи может иметь различные величины в диапазоне 8 - кДж/ моль, т.е. различаться в 3 раза [13]. Следовательно, характеристические частоты колебаний протона в пределах водородной связи разных биологически значимых молекул должны располагаться в диапазоне от 35 ГГц до 105 ГГц.

Для кожи количество таких характеристических частот, очевидно, ограничива ется числом разновидностей водородных связей, представленных в биополи мерных молекулярных и надмолекулярных структурах. Так, в белковой моле куле водородные связи образуются между ковалентно связанным атомом водо рода, несущим частично положительный заряд, и отрицательно заряженным ковалентно связанным атомом кислорода. Ниже представлены примеры водо родных связей в белковой молекуле: а) между пептидными цепями;

б) между двумя гидроксильными группами;

в) между ионизированной СООН-группой и ОН-группой тирозина;

г) между ОН-группой серина и пептидной связью (Рис.1.):

Рис.1 из [14].

Кроме того, водородные связи в белковых цепях формируются и между такими белковыми группами, как:

-COOH, -NH2, -SH [15]. Очевидно, что энергия водо родных связей идентична в одинаковых по химическому составу и различна в различающихся по строению биополимерных соединениях. Неоднородность биохимического состава биополимеров покровных тканей тела определяет при сутствие в последних нескольких разных (по структуре, характеристическим частотам и энергиям колебаний) типов водородных связей. Именно этим может определяться эмпирически установленный факт, что биологически активны ми являются ММ-излучения лишь отдельных, а не всех частот в пределах КВЧ диапазона [16]. Мы считаем, что именно количественное соотношение разно видностей разных типов водородных связей и определяет степень биологиче ской эффективности излучений с соответствующими этим связям характери стическими частотами. Очевидно, что при одновременном присутствии в объё ме пространстенной сетки водородных связей двух и более разновидностей та ких излучений, степень выраженности динамики протонных переходов будет определяться суммой квантовых эффектов каждого из этих излучений. Именно поэтому применение суммы КВЧ-излучений с разными, но характеристически ми для протонной динамики в разных типах связей, частотами (в т.ч., 42, ГГц;

53,5 ГГц и 61,2 ГГц, а также, вероятно, и нескольких других, пока не известных) и является более эффективным в терапевтическом аспекте, по сравнению с потенциальными возможностями каждого из этих излучений в от дельности. Нам представляется, что на основе высказанных выше соображений вырисовывается перспектива объективного определения значений биологиче ски (и терапевтически) эффективных частот в КВЧ-диапазоне. Для этого следу ет установить полный реестр разновидностей и соответствующих им энергий и характеристических частот водородных связей в биомолекулах компонентов кожи. После этого, опираясь на известный факт, согласно которого энергия во дородной связи на три порядка больше энергии протонного перехода между двумя потенциальными минимумами [9], можно рассчитать и значения харак теристических частот протонных колебаний, эквивалентных эффективным час тотам КВЧ-терапии.

Следует отметить одно обстоятельство - энергия кванта ЭМИ ММ диапазона способна инициировать динамику протона в водородной связи толь ко при условии её предварительной поляризации, приводящей к локализации протона в потенциальной яме с более низким значением энергии основного со стояния [9]. Известно, что в электрическом поле с Е 106…107 В/м возможен переход между соответствующими возбуждёнными уровнями энергии протона под влиянием ЭМИ ММ-диапазона. Вместе с тем, на клеточных мембранах жи вых клеток всегда присутствует разность потенциалов около 0,1 В (диффузион ный потенциал Нернста), определяющая наличие внутреннего электрического поля биологических мембран с Е 105 В/см [17] или 107 В/м. Все мембраны (как плазматические, отделяющие клетку от соседних клеток или межклеточного вещества, так и внутриклеточные), различаясь в деталях химического состава и структуры, имеют общий план строения. Структурную основу любой биологи ческой мембраны составляет фосфолипидный бимолекулярный слой, выпол няющий в мембране функцию барьера для ионов и водорастворимых молекул, и функцию матрицы для встроенных в мембраны белков, гликолипидов и гли копротеидов [13]. Двойной липидный слой имеет жидкокристаллическую структуру;

положение молекул липидов упорядоченно, однако, они сохраняют способность к диффузии в пределах слоя параллельно поверхности мембраны (латеральная диффузия), т.е. липидный слой ведёт себя как двумерная жидкость [18]. Во многих клетках (например, эпидермиса) большую часть всей площади поверхности мембран занимают белки, одни из которых частично или полно стью погружены в мембрану (интегральные белки), другие расположены на её поверхности (периферические белки), а третьи белки прошивают мембрану на сквозь, выступая за её пределы по обе стороны, причём, прошивающий на сквозь мембрану участок белковой молекулы, имеет конформацию спирали (Рис.2.) [18], формирование которой, как известно [15], обусловленно наличием водородных связей между полипептидными цепями (в выступающих же за пределы мембраны концевых частях протеина -спиральная конформация отсутствует [18]);

Гидрофильная концевая часть протеина с углеводами Слои фосфолипидов -спираль протеина Гидрофильная С-концевая часть протеина В молекулах мембранных липидов различают гидрофобную - неполярную часть (углеводородный радикал) и гидрофильную часть - полярную головку (карбоксил), молекулы липидов сливаются гидрофобными компонентами, ко торые как бы выталкиваются из воды, обращая в её сторону гидрофильные го ловки [19]. Целостность липидного бислоя клеточных мембран обеспечивается множеством нековалетных взаимодействий между углеводородными цепями (гидрофобные взаимодействия, вандерваальсовы силы) и между полярными го ловками (электростатические силы и водородные связи) [19]. Трансмембран ные белки связываются внутри мембраны гидрофобными связями с жирными “хвостами” прилежащих фосфолипидов, в результате чего в мембранах форми руются белково-фосфолипидные комплексы [20]. Мембрана характеризуется распределением электрического потенциала между её поверхностными и внут ренними отделами и, вследствием этого, наличием ёмкости - аналогично кон денсатору, обкладки которого сформированы растворами электролита у по верхностей мембраны, а роль диэлектрика выполняет липидный слой [13].

На основании системного обобщения вышеприведенных данных о биофизиче ских особенностях структурной организации биомембран и о квантовых эффек тах ЭМИ КВЧ мы предлагаем к рассмотрению следующую модель вероятного развития событий, сопровождающих реакцию биологической клетки на ЭМИ КВЧ:

Контакт КВЧ-излучения с биомембранами, сопровождающийся резонансным поглощением квантов ЭМИ КВЧ протонами водородных связей, поляризован ных внутримембранными электрическими полями;

вызывает кооперативное туннелирование (из более низкоэнергетических потенциальных ям в более вы сокоэнергетические) протонов в -спиральных участках трансмембранных про теинов. Вследствие этого происходит укорочение соответствующих водород ных связей, а значит, и длин -спиралей этих протеинов (динамика протона в одной водородной связи осуществима в интервале порядка нескольких десятых долей ангстрема [21]. Очевидно, что укорочение длины всей -спирали будет определяться количеством витков спирали, т.е. числом водородных связей ме жду ними. Учитывая, что интрамембранный участок протеина может состоять из 21-27 витков спирали [22], укорочение последней может составить порядка 1-го нм, или 10 % толщины (10 нм [22]) мембраны. ЭМИ – процесс колеба тельного характера, поэтому и обусловленное им укорочение -спиралей будет совершаться волнообразно (с частотой воздействующего КВЧ-излучения) в со вокупности находящихся в поле излучения трансмембранных белков, у кото рых динамика водородных связей характеризуется частотами, имеющимися в спектре воздействующего КВЧ-излучения. Белки мембраны находятся в ассо циации с окружающими их молекулами фосфолипиднов. Поэтому с большой долей уверенности можно предположить, что колебания длины внутримем бранных участков протеинов сопровождаются периодическим возникновением и исчезновением тяги по-отношению к прилежащим молекулам фосфолипидов, вызывающей перемещения последних в перпендикулярном к поверхности мем браны направлении (известно, что молекулы липидов способны перемещаться в поперечном направлении [19]). Иными словами, вокруг каждого спирального участка белка, совершающего ритмичные сокращения расслабления, в том же самом ритме можно ожидать возникновение ритмичной динамики молекул фосфолипидов, расположенных вокруг молекулы протеина и совершающих однонаправленные и синхронизированные с ним перемещения.

Осуществлению такого процесса способствуют известные особенности органи зации липидов в биологических мембранах. Так, методом электронного пара магнитного резонанса было показано, что фосфолипидам присуща определён ная подвижность в плоскости мембраны [23]. Методом дифракции рентгенов ских лучей было установлено наличие узкого, в 20 – 30 ангстрем (т.е. 2 – 3 нм), жидкого углеводородного слоя в середине липидного бислоя (т.е. между двумя липидными слоями) [23]. Ввиду этого, очевидно, что молекулы липидов каждо го слоя имеют возможность смещаться в пределах 10 – 15 ангстрем в направле нии, перпендикулярном мембранным поверхностям. Таким образом, в поле воздействующей электромагнитной КВЧ-волны реально возникновение перио дического изменения толщины мембраны, представляющего собой чередование синхронного возникновения – исчезновения множества воронкообразных “вдавлений” на наружной и внутренней поверхностеях мембраны, в центрах которых расположены трансмембранные белки. Причём, такого рода вдавления возникают только вокруг тех белков, в водородных связи которых потенциаль ная энергия протонов эквивалентна энергии кванта воздействующего КВЧ излучения определённой (т.е. какой-то одной) частоты. При длине молекулы фосфолипида порядка 30 ангстрем (или 3 нм), длина его гидрофильной головки составляет порядка 10 ангстрем (1 нм) [22]. Значит, смещение ассоциированно го с трасмембранным белком фосфолипида может происходить в пределах дли ны неполярной головки липида. В биомембранах содержатся различающиеся по электрическим свойствам неполярных головок фосфолипиды. Одни из них (фосфатидилсерин, фосфатидилинозит, полифосфатидилионозиты, фосфатид ная кислота) менее массивны и характеризуются наличием в гидрофильных го ловках отрицательного заряда, обусловленного наличием отрицательно заря женных групп фосфорной кислоты [23]. Другие, отличающиеся значительно большей массой, фосфолипиды – фосфатидилхолин и сфингомиелин (сфинго фосфолипид) – электрически нейтральны, т.к. имеют головки, в которых азот содержащее, несущее положительный заряд основание (холин) связано эфир ной связью с отрицательно заряженным радикалом фосфорной кислоты, при чём структура этих головок такова, что положительно заряженное основание обращено к поверхности мембраны, а отрицательно заряженный радикал рас положен глубже - внутри мембраны - сразу под положительнозаряженным ос нованием [23]. Установлено, что из всех разновидностей фосфолипидов только полифосфатидилионозиты характеризуются относительно прочной связью с молекулами белка: это обусловлено наличием в головках этих полифосфати дилионозитов нескольких добавочных фосфатных (несущих отрицательные за ряды) групп [23] и электростатическим генезом взаимодействия заряженной го ловки фосфолипида с ионогенными группами белка [20]. Очевидно, что из всех остальных липидов именно полифосфатидилионозиты (однозначно ассоцииро ванные с трансмембранными протеинами) могут рассматриваться в качестве ассоциированных “спутников” сокращающихся - расслабляющихся внутри мембранных спиралей протеинов.

Ввиду количественного превалирования фосфолипидов с отрицательно заря женными головками, суммарный заряд липидной фазы является отрицательным [23], и мембрана любой клетки характеризуется наличием поверхностного - от рицательного заряда, имеющего важное значение для стабильности мембран ных структур, которые при нейтрализации зарядов начинают слипаться друг с другом [13]. Согласно предлагаемой нами концепции, в поле ЭМИ КВЧ происходит процесс периодического укорочения спиралей трансмембран ных протеинов, сопряжённый с однонаправленными (вниз-вверх относи тельно поверхности мембраны) движениями полифосфатидилионозитов, ассоциированных с протеинами, что сопровождается периодическим (с частотой КВЧ-воздействия) изменением положения этих полифосфатиди лионозитов относительно окружающих их электрически сбалансирован ных фосфолипидов. Положение последних при этом не изменяется, т.к. между молекулами фосфолипидов каждого слоя мембраны расположены молекулы холестерина, ограничивающие подвижность полярных головок [13]. Отрица тельнозаряженные головки полифосфатидилионозитов, окружающих периоди чески (с частотой КВЧ-воздействия) сокращающийся-расслабляющийся проте ин, с такой же частотой периодически погружаются вглубь мембраны, в то вре мя как положительнозаряженные основания множества других, составляющих порядка 40 % липидной фракции мембран [23], фосфолипидов не изменяют своего расположения. Очевидно, что в результате этого следует ожидать уменьшения величины поверхностного (т.е. на наружной и внутренней – обра щённой к цитоплазме - поверхностях мембраны) отрицательного заряда кле точных мембран, вплоть до его нивелирования – при высокой пространствен ной плотности трансмембранных протеинов (в некоторых мембранах площадь, занимаемая белками превышает 2/3 всей поверхности [13]). Мы считаем, что приведенные выше рассуждения обосновывают присутствие цитоадгезивного компонента в биоэффектах КВЧ-облучения и аргументируют механизм извест ного явления концентрации клеточной суспензии в поле ЭМИ КВЧ.

Правомерность предлагаемой нами концепции, на наш взгляд, подтвержается существованием известного стимулирующего эффекта КВЧ-облучения фото синтезирующих объектов, сопровождающегося изменением состояния липид ной фазы клеточных мембран и транспортной функции последних [24]. Вместе с тем, транспортная функция в клеточных мембранах является прерогативой белковых молекул [19]. Поэтому, в контексте аргументируемых нами представ лений, несомненный интерес представляют известные данные о существовании во всех клеточных мембранах системы, промежуточной между активным транспортом (с помощью переносчиков) и пассивным транспортом (через по ры), названной фиксированным “каналом” [23]. Структура фиксированных “каналов” в настоящее время не установлена, но изучение кинетики различных транспортных процессов, постулирующих наличие этих каналов продемонст рировало способность последних растягиваться и сокращаться (изменять свою конформацию) при переносе молекулы с одной стороны мембраны на другую [23]. С учётом изложенного, мы позволили себе провести аналогию между фак том существования фиксированных “каналов” и содержанием стимулирующего эффекта действия ЭМИ КВЧ. Предлагаемая нами модель базируется на представлении о квантовой природе первичного действия ЭМИ КВЧ, реа лизующегося посредством трансформации энергий квантов КВЧ излучений определённых частот в динамике водородных связей спиралей трансмембранных протеинов, сопровождающейся модуляцией кинетической активности и ускорением транспортной функции этих про теинов в ритме частот поглощаемых КВЧ-излучений (порядка кол/сек). Возможность же отдельных участков плазматической мембраны жи вой клетки находиться в возбуждённом колебательном состоянии и совершать когерентные колебания в КВЧ-диапазоне известна давно, благодаря работе не мецкого физика Г.Фрёлиха [25]. Вместе с тем известно, что аналогичным об разом функционирует и механизм действия всех ферментов – белков, выпол няющих функцию катализаторов биохимических реакций. Этот механизм включает в качестве неотъемлемого компонента взаимодействие молекулы фермента (в рассматриваемом случае – трансмембранного протеина) и субстра та (в рассматриваемом случае – транспортируемой молекулы), сопровождаю щееся конформационными изменениями (микроперемещениями) компонентов активного центра молекулы фермента [18]. Система биологических мембран составляет основу ультраструктуры клетки. Мембрана окружает клетку, мем бранные структуры образуют стенки трубочек и пузырьков эндоплазматическо го ретикулума и аппарата Гольджи, двойная мебрана окружает ядро и образует митохондрии, мембраны окружают вакуоли, лизосомы и другие внутриклеточ ные включения, выполняющие специализированные функции. В различных клетках на долю мембран приходится до 1/10 всех клеточных белков и большая часть таких важнейших для клетки ферментов, как ферменты окисления, пере носа веществ и биосинтеза [20]. Несмотря на различие по толщине, химическо му составу и функции, все мембраны имеют единый принцип организации, представляя собой двумерные структуры, образованные белково фосфолипидными комплексами. Предлагаемая нами модель постулирует существование в биологических клетках механизма трансформации энер гии квантов ЭМИ КВЧ в колебание структурно-функционального состоя ния трансмембранных ферментов, обеспечивающего активацию режимов функционирования всех клеточных компонентов, сопряжённых с мем бранными структурами. Учитывая, что ферменты, как и все катализаторы, не изменяют, а лишь ускоряют достижение равновесия в состоянии клеточного метаболизма [18], мы рассматриваем ЭМИ КВЧ в качестве уравновешиваю щего клеточный метаболизм фактора, реализующего своё биологическое действие посредством синхронного ускоренния функционирования всех ферментных систем, находящихся в поле ЭМИ. Известно, что важнейшим механизмом поддержания гомеостаза является антагонистическая регуляция функций [26]. В организме непрерывно совершаются процессы распада и син теза веществ, представляющие собой два противоположно направленных био логических явления. Нормальные условия жизнедеятельности морфологически обеспечиваются взаимным уравновешиванием этих процессов. При этом рав новесие между распадом и синтезом веществ носит динамический характер, за ключающийся в попеременном преобладании то одного, то другого из них. Ди намическое равновесие между ассимиляцией и диссимиляцией является одним из важнейших механизмов адаптации организма к действию разнообразных фи зиологических и патогенных раздражителей, выработанным в процессе эволю ции [26]. Поскольку широкий диапазон колебаний функциональной активности органов, тканей и отдельных клеток организма имеет в своей основе соотноше ние двух противоречивых процессов ( ассимиляции и диссимиляции ), то и ре гуляция этого соотношения является двойной и антагонистической, заключаю щейся в соответствующих влияниях, с одной стороны, на усиление синтетиче ских процессов, с другой - на их сдерживание [26]. Это согласуется с современ ными данными о наличии в клетках не только ферментов-катализаторов, уско ряющих биохимические реакции, но и противоположно действующих, т.е. тор мозящих их. Это значит, что КВЧ-воздействие одновременно активирует про цессы антагонистической направленности. При этом, в случае исходного рав новесия между последними, интегральное выражение такого воздействия ока жется биологически незначимым, иными словами - индифферентным, а потому - безопасным, для здорового организма. При нарушении динамического равно весия в сторону превалирования анаболизма или катаболизма внутриклеточ ных структур, КВЧ излучение окажет интенсифицирующее воздействие на процессы как синтеза, так и утилизации продуктов метаболизма этих структур.

При этом, ввиду исходного истощения материального обеспечения исходно превалирующего процесса (синтеза или распада), КВЧ-активация антагонисти ческого процесса окажется относительно более выраженной, что отразится в нормализующей потенции интегральной реакции клеточного метаболизма на КВЧ-воздействие.

Клеточные мембраны, как плазматические, так и мембраны клеточных орга нелл, представляют собой белково-липидные комплексы, или ассоциации.

Представление о строении биологических мембран, получившее в настоящее время наибольшее признание, сформулировано Зингером и Никольсоном (Singer, Nicolson, 1972) в виде так называемой жидкомозаичной модели. Эта модель постулирует, что различные мембранные белки образуют на жидком фосфолипидном слое (характеризующемся упорядоченностью расположения молекул) своего рода мозаичную структуру, которая не является статичной, т.к.

белки могут свободно диффундировать латерально в двух измерениях [23].

Благодаря жидкокристаллической структуре липидного бислоя, определяющей её поведение как двумерного раствора, липиды сохраняют способность к диф фузии в направлении, параллельном поверхности мембраны (латеральная диф фузия), без выхода за пределы слоя. Это качество мембран характеризуется как их текучесть [19]. В нормально функционирующей мембране должно поддер живаться специфическое жидкокристаллическое состояние липидных систем.

Различные физические факторы (например, изменение температуры и давления среды) могут приводить к переходу липидной системы или в твёрдое, кристал лическое, состояние (состояние геля), или в жидкое состояние, лишённое опре делённой структуры. И тот, и другой фазовый переход лишает мембрану воз можности выполнения ею своей биологической функции [23]. Вместе с тем, из вестно, что твёрдое состояние мембранного бислоя характеризуется строгой упорядоченностью цепей его жирных кислот, в то время как жидкое состояние отличается относительной дезорганизацией последних [19]. Очевидно, что промежуточное (между твёрдым и жидким), соответствующее жидкокристал лическому, состояние мембраны должно характеризоваться определённым со четанием упорядоченности и хаоса в организации её фазовой структуры. Со гласно предлагаемой нами концепции, КВЧ-воздействие на клетку вызывает периодическое изменение толщины всех мембран клетки, причём, это из менение происходит не по всей поверхности каждой из мембран, а как бы “гнёздно” – в местах расположения трансмембранных протеинов и ассо циированных с ними фосфолипидов. Периодичность (эквивалентная частоте воздействующего излучения) изменения структуры во множестве мембранных участках, безусловно, является фактором, повышающим степень упорядочен ности структурной организации всей мембраны. Именно это обстоятельство, на наш взгляд, определяет значимость когерентной составляющей КВЧ воздействия. Дело в том, что только в случае КВЧ-воздействия когерентным излучением повышение упорядоченности структуры может происходить син хронно во всех мембранах, расположенных в поле излучения (синхронизация по глубине проникновения луча и в объёме его сечения), что эквивалентно воз никновению системного порядка организации и взаимосвязи (а значит, и функционирования) совокупности подвергнутых КВЧ-облучению клеток. Учи тывая существование прямой связи термодинамической энтропии физической системы с информационным содержанием последней, повышение степени упо рядоченности физической системы, обусловленное уменьшением числа харак теризующих данную систему микросостояний, уменьшает меру недостатка ин формации о действительной структуре системы [26]. Очевидно, что в этом смысле и независимо от степени когерентности, КВЧ-излучения со всеми час тотами, которые соответствуют энергиям туннелирования протонов водород ных связей в интрамембранных протеинах, следует рассматривать в качестве информационного фактора, реализующегося посредством квантовых эффектов.

Степень же когерентности, согласно предлагаемой нами концепции, определяет степень биологической (терапевтической) действенности КВЧ-воздействия, максимальную при достаточной когерентности воздействующего излучения.

Мы считаем, что ЭМИ КВЧ некоторых частот могут вызывать реакцию любой живой клетки, но при этом тип реакции определяется её исходным состоянием:

• при нормальном функционировании клетки КВЧ-воздействие инициирует активацию режима функционирования всех внутриклеточных структур, без функционально значимого нарушения клеточного гомеостаза;

• при фазовом сдвиге мембранных липидов в сторону жидкого состояния (т.е.

в сторону дезорганизации) КВЧ-воздействие способствует восстановлению жидкокристаллических свойств биомембран, повышая степень упорядоченно сти их организации;

• при аномальном повышении твёрдости бислоёв, сопровождающимся нару шением транспортной функции мембраны, под влиянием ЭМИ КВЧ повышает ся подвижность фосфолипидов, ассоциированных с сокращающимися протеи нами, что, как известно [13], сопровождается снижением сопротивления диф фузии молекул через липидные слои мембраны и способствует осуществлению её транспортной функции, т.е. эквивалентно восстановлению оптимального биофизического статуса мембраны.

Происходящее в поле ЭМИ КВЧ периодическое изменение толщины мембраны представляет собой периодическое колебание среды и эквивалентно генерации акустической волны, длина которой соответствует пространственному периоду изменений толщины мембраны. При этом навязываемое КВЧ-воздействием из менение толщины мембраны осуществляется в ритме воздействующего излуче ния, т.е. в КВЧ-диапазоне. В этом логика наших рассуждений органичным об разом интегрируется в известное представление школы Н.Д.Девяткова об аку сто-электрической природе взаимодействия ЭМИ КВЧ с биологическими объектами, дополняя его содержание результатом обощения известных данных о свойстве водородных связей взаимодействовать в определённых условиях с квантами радиоволн КВЧ-диапазона. Предложенная нами концепция представ ляет собой модель индуцируемой КВЧ-облучением структурной перестройки плазматических и внутриклеточных мембран. Содержание этой модели предос тавляет корректное объяснение всем известным нам биоэффектам ЭМИ КВЧ, в т.ч. и феномену повышения оптической плотности воды (в ультрафиолетовом диапазоне спектра) в результате КВЧ-облучения [8]. Мы считаем причиной это го явления - укорочение водородных связей между молекулами воды в кластер ных ассоциатах, сопровождающееся повышением их компактности, а значит, и плотности, в т.ч. и оптической, особенно, для колебаний ультрафиолетового диапазона, длина волны которых сопоставима с размерами межкластерных ас социатов (при размерах кластерах порядка нескольких нм [27]). Как отмечалось выше, подобное действие ЭМИ КВЧ возможно только при исходной поляриза ции водородной связи в электрическом поле, отсутствующем обычной в воде до осуществления КВЧ-воздействия. Однако, с момента начала КВЧ-облучения воды, в ней, как и в любой ассоциированной жидкости, закономерно возникает вихревое электрическое поле [27], которое, по нашему мнению, и способствует поляризации водородных связей.

В каждой мембране любой клетки присутствует определённое количество разных протеинов [18], а значит, и разных водородных связей, протоны кото рых способны поглощать различные кванты энергии. Это значит, что в каждой биомембране имеются акцепторы к определённому набору разных по частоте излучений КВЧ-диапазона. Утверждение квантовой природы механизма дейст вия ЭМИ КВЧ нивелирует проблему нелинейного взаимодействия (и связанной с ним непредсказуемости изменения спектра) совокупности суммированных КВЧ-излучений, каждое из которых взаимодействует со своим типом акцепто ров, но никак не между собой. Это утверждение подтверждается и приведен ными нами в предыдущей публикации [28] данными, свидетельствующими об отсутствии нелинейности в свойствах кожи в электромагнитных полях КВЧ диапазона. Согласно предлагаемой нами концепции, существует определённое количество разночастотных квазимонохроматических КВЧ-излучений, каждое из которых может вызвать отклик только соответствующей (по энергии) части водородных связей из всей их совокупности, и в этом смысле, каждая из частот этих излучений является биорезонансной. При этом, степень терапевтической эффективности биорезонансного потенциала ЭМИ каждой их таких частот у конкрентного индивида в определённый момент времени (имеется ввиду фак тор функционального состояния тех или иных мембранных белково-липидных комплексов) может быть разной, вплоть до терапевтически незначимой. Со держание настоящей статьи аргументирует необходимость отказа от сущест вующей парадигмы моночастотного варианта КВЧ-терапии в пользу примене ния сочетанного воздействия суммой разночастотных когерентных КВЧ излучений. На основании вышеизложенного материала очевидно, что все мето дики моночастотной КВЧ-терапии, доказавшие на практике свою эффек тивность, допустимо и целесообразно использовать и при сочетанном спо собе КВЧ-воздействия совокупностью разночастотных когерентных КВЧ излучений. Такая принципиально новая технология КВЧ-терапии, реализую щая “Способ локального воздействия КВЧ ЭМИ двух или более частот одно временно” [29], получила воплощение в выпускаемом ПО “Старт” (г.Пенза-19) аппаратном комплексе, состоящем из двух приборов КВЧ-терапии марки АИСТ и сопряжённого с ними СУММАТОРа КВЧ.

Аппарат АИСТ (Активная Импульсная Стимулирующая Терапия) является базовой моделью нового поколения аппаратов КВЧ-терапии. АИСТ полностью сохранил электрические характеристики своего широко известного предшест венника – аппарата КВЧ-терапии “Явь-1”, но обладает более широким спек тром эксплуатационных возможностей, прежде всего, за счёт размещения гене ратора ЭМИ КВЧ в выносной головке. Отличительной особенностью аппаратов марки АИСТ является наличие системы принудительного охлаждения генера торов ЭМИ КВЧ, что обеспечивает возможность бесперерывной эксплуатации аппарата в рабочем режиме на протяжении любого периода времени ( тогда как приборы КВЧ-терапии всех других фирм-изготовителей требуют обязательных перерывов в работе для пассивного охлаждения). Аппарат имеет два варианта исполнения:

• АИСТ-7,1 (генерирует КВЧ-излучение с длиной волны 7,1 мм);

• АИСТ-5,6 (генерирует КВЧ-излучение с длиной волны 5,6 мм).

В каждом аппарате обеспечивается как непрерывный режим воздействия КВЧ излучением с частотной модуляцией, так и импульсный режим КВЧ воздействия с регулируемым периодом.

Уникальность комплекса обеспечивается эксклюзивным использо ванием в его составе СУММАТОРа, предназначенного для сведения в еди ном пространстве излучательного тракта двух когерентных КВЧ излучений с длинами волн 7,1 мм и 5,6 мм. Конструктивно СУММАТОР КВЧ выполнен на диэлектрических волноводах, конфигурация и материал ко торых обеспечивают ослабление суммы сочетаемых излучений таким образом, что мощность предназначенного для воздействия излучения на выходе СУМ МАТОРА не превышает максимально возможной мощности каждого излуче ния, генерирумого аппаратами АИСТ. Применение СУММАТОРа КВЧ в ком плексе с аппаратами марки АИСТ создаёт уникальную возможность для осуще ствления КВЧ-воздействия одновременно двумя КВЧ-излучениями с разными биорезонансными частотами на одну и ту же биологически активную точку (БАТ).

Литература.

1. М.: Изд-во Большая Российская энциклопедия и С.Петербург: Изд-во Норинт, гл.ред.

А.М.Прохоров,1999, с. 877.

2. О.В.Бецкий Введение в проблему/ М.: Информационный сборник министерства обороны, 1991 г., №4, вып.61, с.5-14.

А.Н.Веткин Клинические аспекты КВЧ-терапии/ М.: Информационный сборник министерст ва обороны, 1991 г., №4, вып.61, с.66-86.

3. Большая мед.энциклопедия.-М.: Изд-во “советская энциклопедия”, т.22, 1984, с.1542.

4. О возможности использования КВЧ когерентных излучений для выявления различий в состоянии живых клеток// медико-биологические аспекты миллиметрового излучения/ Т.П.Божанова, А.К.Брюхова, М.Б.Голант и др. – М.: Изд-во АН СССР, 1987. С. 90-97.

5. Голант М.Б. Резонансное действие когерентных электромагнитных излучений миллимет рового диапазона волн на живые организмы// Биофизика.-1989.-т. XXXIV, № 6, с. 1004-1014.

6. Е.Н.Балибалова,Т.П.Божанова, М.Б.Голант, Т.Б.Реброва Низкочастотные автоколебания в клетках, генерирующих КВЧ-волны/ Электронная техника, сер.Электроника СВЧ, вып.

7(441), 1991, с.43-45.

7. Л.Д.Гапочка и др. Механизмы функционирования водных биосенсоров/ Биомедицинская радиоэлектроника, 2000 г., №3, с. 48-55.

8. В.С.Быстров Динамика систем с водородными связями/ Биомедицинская радиоэлектро ника, 2000 г., №3, с. 34-40.

9. Б.М.Яворский и А.А.Детлаф справочник по физике.-М.: Наука, 1971, с.268.

10. Н.Д.Соколов Динамика водородной связи/ В кн.: Водородная связь. Под ред.

Н.Д..Соколова, М.: Наука, 1981, с. 65.

11. Некрасов Б.В. Основы общей химии. - М.: Химия, 1974.

12. Ю.А.Владимиров, Д.И.Рощупкин, А.Я.Потапенко, А.И.Деев Биофизика.- М.: Медицина, 1983.

13. Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин Биологическая химия.- М.: Медицина, 1998.

14. Биофизика. - Под ред. Б.Н.Тарусова и О.Р.Кольс. М.: Высшая школа, 1968.

15. Лебедева Н.Н. Нейрофизиологические механизмы биологического действия низкоин тенсивных электромагнитных полей/ Механизмы взаимодействия электромагнитных волн с биологическими объектами// Радиотехника, 1997, № 4, c. 62-66.

16. Б.И.Давыдов, В.С.Тихончук, В.В.Антипов Биологическое действие, нормирование и за щита от электромагнитных излучений. – М.: Энергоатомиздат. 1984.

17. А.Я. Николаев Биологическая химия.- М.: Медицинское информационное агентство, 2001.

18. А.Ш.Бышевский, О.А.Терсенов Биохимия для врача.-Екатеринбург, “Уральский рабо чий”, 1994.

19. Биологические мембраны. – Под ред. П.В.Сергеева, М.: Медицина. 1973.

20. Дж.Пиментел, О. Мак-Клеллан Водородная связь. – М.: Мир, 1964.

21. Кристиан де Дюв Путешествие в мир живой клетки.- М.: Мир, 1987.

22. Е.М.Крепс Липиды клеточных мембран.-Ленинград, Наука, 1981.

23. А.Х.Тамбиев, Н.Н.Кирикова Некоторые новые представления о причинах формирования стимулирующих эффектов КВЧ-излучения/ Биомедицинская радиоэлектроника, 2000 г., № 1, с. 23-33.

24. Frohlich H. Long-range coherence and energy storage in biological systems.-Int. J. Qant.

Chem., 1968, v.2, p.64.

25. Саркисов Д.С. Очерки истории общей патологии.-Москва, «Медицина», 1993.

26. Бриллюэн Л. Наука и теория информации. - Москва, 1960.

27. А.Ф.Королёв, С.С.Кротов, Н.Н.Сысоев, П.В.Лебедев-Степанов Влияние электромагнит ных полей на теплофизические и термодинамические свойства диэлектрических жидкостей / Биомедицинская радиоэлектроника, 2000 г., №10, с.21-28.

28. А.А.Ковалёв Параметрические эффекты КВЧ-излучений. Морфо-функциональный генез и биофизическое содержание БАТ в норме и патологии/ Миллиметровые волны в биологии и медицине, №2 (30), 2003, с. 3-49.

29. Ковалёв А.А., Якунин В.В. Способ локального воздействия КВЧ ЭМИ двух или более частот одновременно/ ПАТЕНТ на изобретение № 2159605.

Frequent reductant and quantum contents of EHF-THERAPY.

Kovalev A. A., Candidate of Medical Science, Burdenko Regional hospital, Penza.

The new concept of a genesis of EHF-AFFECTING on a biological cage is argued. Is proposed new paradigma of bioaffinici of frequency EMR EHF. The nature of higher biological and therapeutic performance of coherent EHF-RADIATINGS, as con trasted to with incoherent is substantiated.



 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.