Біосфера та фізичні поля живого організму

Вивчення впливу фізичних полів навколишнього світу на біосферу

• однією з найважливіших завдань біофізики. Прогрес в цій галузі науки тісно пов'язаний з проблемами розвитку цивілізації, екологічного стану Землі та існування людства.

Сама людина є джерелом багатьох полів. Ці поля називають влас-ними фізичними полями людини. До них належать акустичне, електрич-не і магнітне поля, електромагнітні хвилі в радіоінфрачервоному та ви-димому діапазонах тощо. Вивчення власних фізичних полів людини дозволяє глибше розуміти процеси, що відбуваються в організмі, і вико-ристовувати ці поля для діагностичної мети.

5.1. Взаємодія людини з фізичними полями навколишнього середовища

Теплове випромінювання, яке відіграє роль у житті живих організ-мів, ділиться на короткохвильове (0,3…3 мкм) та довгохвильове (5…100 мкм). Джерелами короткохвильового випромінювання є сонце і відкрите полум’я, а живі організми – це винятково реципієнти такого випромінювання. Довгохвильова радіація і випромінюється, і поглина-ється живими організмами.

Значення коефіцієнта поглинання залежить від співвідношення температур середовища і тіла, площі їх взаємодії, орієнтації цих площ, а значення коефіцієнта поглинання короткохвильового випро-мінювання від кольору поверхні. Так, у африканців відбувається від-дзеркалення лише 18 % короткохвильового випромінювання, тоді як у людей білої раси – близько 40 % (імовірно, колір шкіри африканців в еволюції не залежав від теплообміну). Коефіцієнт поглинання довгох-вильового випромінювання становить близько одиниці.

292

Розрахунок теплообміну випромінюванням – дуже важке завдання. Для реальних тіл використовувати закон Стефана–Больцмана не можна, оскільки у них складніша залежність енергетичної світності від темпе-ратури. Виявляється, вона залежить від температури, природи тіла, форми тіла і стану його поверхні. Поверхня тіла людини має складну конфігурацію, людина носить одяг, який змінює випромінювання, на процес впливає поза, в якій перебуває людина.

Існують особливості спектральної щільності енергетичної світності ре-альних тіл: за температури 310 К вона відповідає середній температурі тіла людини. Будь-яка зміна температури тіла приводить до зміни потужності теплового випромінювання з поверхні тіла. Тому дослідження ділянок шкі-ри сприяє виявленню захворювань, у результаті яких температура зміню-ється досить відчутно (термографія зон Захаріна–Геда).

Цікавим є метод безконтактного масажу теплотою долоні людини (наприклад, метод Джуни Давіташвілі). Потужність теплового випромі-нювання долоні становить 0,1 Вт, а теплова чутливість шкіри – 0,0001 Вт/см². Якщо діяти на особливі зони, можна рефлекторно стиму-лювати роботу багатьох органів людини.

Біологічна і терапевтична дія тепла і холоду. Тіло людини пос-тійно випромінює і поглинає теплове випромінювання. Цей процес за-лежить від температур тіла людини і навколишнього середовища. Мак-симум інфрачервоного випромінення тіла людини припадає на довжину хвилі 9300 нм.

За малих і середніх доз опромінення інфрачервоними променями підсилюються метаболічні процеси і пришвидшуються ферментативні реакції, процеси регенерації і репарації.

• результаті дії інфрачервоних променів і видимого випроміню-вання в тканинах утворюються в основному вазомоторні речовини, які відіграють роль у здійсненні та регуляції місцевої кровотечі (брадикінін, калідін, гістамін, ацетилхолін). При цьому в шкірі активуються термо-рецептори, інформація від яких надходить у гіпоталамус, унаслідок чого

293

розширюються судини шкіри, збільшується об’єм циркулюючої в них крові, посилюється потовиділення.

Глибина проникнення інфрачервоних променів залежить від дов-жини хвилі, вологості шкіри, наповнення її кров’ю, ступеня пігментації

• т. ін. На шкірі людини під дією інфрачервоних променів виникає чер-вона еритема.

Основні відомості [40] про застосування інфрачервоної терапії: гос-трі негнійні запальні процеси, опіки й обмороження, хронічні запальні процеси, виразки, контрактури, спайки, травми суглобів, зв’язок і м’язів, міозити, міалгії, невралгії. Основні протипоказання: пухлини, гнійні запалення, кровотечі, недостатність кровообігу.

Холод застосовують для зупинення кровотеч, знеболення, лікуван-ня деяких захворювань шкіри. Загартовування сприяє довголіттю. Під дією холоду знижується частота серцевих скорочень, артеріальний тиск, приглушуються рефлекторні реакції.

• певних дозах холод стимулює загоєння опіків, гнійних ран, тро-фічних виразок, ерозій, кон’юктивітів.

Кріобіологія – вивчає процеси, які відбуваються в клітинах, ткани-нах, органах і організмі під дією низьких, нефізіологічних температур.

• медицині використовують кріотерапію та гіпотермію. Кріотера-пія включає методи, основані на дозованому охолодженні тканин, орга-нів. Кріохірургія (частина кріотерапії) використовує локальне заморо-ження тканин для їх видалення. Можна видаляти пухлини, наприклад, шкіри, шийки матки тощо. Кріоекстракція ґрунтується на кріоадгезії (прилипанні вологих тіл до замороженого скальпеля) – відділенні з ор-гана частини.

За допомогою гіпотермії можна якийсь час зберегти функції орга-нів. Гіпотермію із застосуванням наркозу використовують для збере-ження функції органів без кровопостачання, оскільки сповільнюється обмін речовин у тканинах. Тканини стають стійкими до гіпоксії. Засто-совують також холодовий наркоз.

294

Дію тепла створюють за допомогою ламп розжарювання (лампи Мініна, солюксу, світлотеплової ванни, лампи інфрачервоних променів)

• використанням фізичних середовищ, що мають високу теплоємність, незадовільну теплопровідність і задовільну теплозберігаючу здатність: грязі, парафін, озокерит, нафталін і т. ін.