книги из ГПНТБ / Дубров, А. П. Геомагнитное поле и жизнь (краткий очерк по геомагнитобиологии)

центральную нервную систему. В настоящее время отме­ чено непосредственное влияние постоянных магнитных полей на отдельные нейроны, нервную ткань и высшие отделы головного мозга животных [316, 318, 319].

Известно при этом, что проявление активной работы головного мозга идет с помощью различногорода медиа­ торов и нейрогормонов, управляющих как передачей

отдельных нервных импульсов, так и всей работой цен­ тральной нервной системы. Физиолого-биохимические про­

цессы в головном мозгу теснейшим образом сопряжены

с биоэлектрической активностью, в основе которой лежит

мембранный механизм асимметрии ионов Na и К [52, 140, 559].

В таком случае становится ясным, что воздействие ГМП на мембранный механизм проницаемости оказывает глубокое влияние на весь организм в целом и вызывает

огромную цепь событий, прослеживающихся в самых раз­

нообразных проявлениях нервно-психической деятель­

ности.

Следует при этом учитывать, что непосредственное влияние ГМП на мембранный механизм проницаемости идет параллельно с большим числом различных адапта­ ционных, регуляционных реакций в организме, стремя­

щихся поддерживать оптимальный уровень состояния

организма в его взаимоотношениях с внешней средой. Од­ нако безусловное воздействие ГМП на проницаемость всех мембран живого организма приводит к изменению его функционально-динамических показателей.

В то же время у больного организма, у которого нару­ шены гомеостатические реакции, направленные на сохра­ нение динамического равновесия организма со средой, создаются другие взаимоотношения с ГМП. Это хорошо видно на примере заболеваний сердечно-сосудистой систе­ мы, при которых реакции на изменения в ГМП выражены наиболее резко.

Согласно современным представлениям в патогенезе

заболеваний сердечно-сосудистой системы существенное значение имеют нарушения тонуса и проницаемости сосу­ дистой стенки с последующими ее морфологическими изменениями. Изменения проницаемости клеточных мем­

бран и связанные с этим сдвиги в электролитном балансе, возникающие в ответ на воздействие ГМП, могут таким образом рассматриваться как один из компонентов сложно­

120

го патогенетического механизма при заболеваниях орга­

нов кровообращения. В то же время влияние ГМП рас­ пространяется и на центральную нервную систему, изме­ няя при этом мембранный механизм проницаемости и био­ электрическую активность клеток головного мозга. Таким образом, ГМП может оказывать влияние на организм непосредственно, действуя на сосудистую стенку, а также и опосредованно через центральную нервную систему,

и следовательно, изменяя регуляторную функцию. Отме­ тим, кстати, что вопрос о роли эндокринной и вегетатив­ ной нервной системы в связи с геомагнитной возмущенностью и течением сердечно-сосудистых заболеваний был поставлен относительно давно [561].

Особо следует отметить, что все сказанное выше о не­

посредственном влиянии ГМП на мембранный механизм проницаемости, а через него на биоэлектрическую актив­ ность мозга в равной мере относится к другому жизнен­ но важному органу — сердцу [154]. Нарушение тонкого механизма проницаемости мембран в сердечной мышце, изменения ее электрических и магнитных свойств, в осо­ бенности при уже имеющихся патологических измене­ ниях, могут иметь серьезные последствия, приводящие

к нарушениям функции. В частности, это может проявить­

ся теми или иными нарушениями сердечного ритма.

Из сказанного выше видно, насколько полно объясняет мембранная гипотеза механизма биологического действия ГМП различные эффекты у больного и здорового организ­ ма и многие фундаментальные биологические явления.

Однако наряду с важной и уникальной ролью биологи­ ческих мембран в обеспечении связи ГМП — живой организм имеется еще одно очень важное свойство жи­

низмов.

Ролъ биомагнитных полей. Говоря о связи ГМП с го­

меостазом биологических объектов, следует учитывать собственное магнитное поле живого организма, хотя о нем известно очень немного. По-видимому, оно слагается из сложного взаимодействия собственных магнитных полей на всех уровнях организации живой материи, начиная с субатомного.

121

Для организма в целом особое значение имеют магнит­ ные свойства крови и составляющих ее элементов. Одним из первых на это обратил внимание А. Л. Чижевский [335],

открывший радиально-кольцевые структуры в движущей­

ся крови и теоретически исследовавший магнитное взаимо­ действие вращающихся эритроцитов [21]. Изменения, про­ исходящие с кровью при возмущении ГМП, можно лучше

понять, если наряду с действием через вегетативную нерв­ ную систему признать возможным непосредственное влия­ ние ГМП на магнитные свойства элементов крови. В част­ ности, были высказаны предположения, что эритроциты в крови у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями имеют аномальные магнитные свойства, так что их спо­ собность «намагничиваться» приводит к изменению вяз­

кости крови, структуры кровотока и нарушению гемоди­

намики [64].

В результате магнитобиологических исследований было обнаружено собственное магнитное поле живых организ­ мов, однако и электрические явления, тесно связанные с биомагнитной активностью, также давно были предме­ том внимательного и всестороннего изучения. Научная литература по этому вопросу огромна [52, 140, 599 и др.], и поэтому здесь эти исследования будут упомянуты лишь

в той степени, в какой они имеют отношение к биомагнит-

■были давно обнаружены, тщательно измеряются и изуча­

ются, механизм их возникновения все еще не известен. Одна из основных гипотез придает большое значение активным процессам сорбции и переноса ионов за счет макроэнергетических соединений. Но не исключена воз­ можность особой роли ГМП и гравитации для генерации биопотенциалов в живых организмах, ибо оба эти фактора могут вызывать асимметрию в распределении токов дей­ ствия.

О влиянии ГМП на асимметрию электромагнитных полей живых объектов было указано рядом авторов [150, 151, 257]. Экспериментальная проверка подтверждает уча­ стие этих факторов в возникновении биоэлектрической активности [410, 644] и в изменении величины биопотен­ циалов у растений [294].

В шестидесятых годах благодаря успешному развитию техники измерения сверхслабых низкочастотных электро­

122

магнитных полей удалось обнаружить собственные маг­

нитные поля биологических объектов, что подтвердило ранее высказанные гипотезы об этом [230]. В настоящее время имеются экспериментальные данные о регистрации

магнитного поля во время сердечной деятельности, про­ хождения нервного импульса по волокну [469], при элек­ трической активности нерва и головного мозга [266, 267,

374, 431, 432, 596].

Регистрировали столь слабые магнитные поля с по­

мощью ряда приемов: экранирования испытуемого пер-

маллойным экраном,

применением особых

детекторов-катушек с числом витков калибро­ ванной проволоки от

2 тысяч до 2 миллионов, усилителей C низким уровнем шумов. Все это позволило свести до ми­ нимума помехи от раз­ личного вида наводок, уменьшить влияние ГМП и обнаружить

сверхслабые магнитные биологические поля.

Величина перемен­

ные магнитные поля являются производными от ионных электрических токов в головном мозгу и соответственно

в мышечных группах сердца. Сигнал магнитного поля сердца и головы человека идентифицирован как истинный В-вектор, производимый ионными токами внутри соответ­ ствующих частей тела (рис. 23). Для головы человека таким определяющим током является альфа-ритм, которо­

му свойственны электрические колебания в интервале от

8 до 12 Гц. Для сердца решающее значение имеют токи,

возникающие в сердечной мышце и отражающие процессы распространения возбуждения по сердечной мускулатуре

123

с характерными пиками QRST. Вследствие этого магнито­ кардиограмма также имеет эти характерные зубцы.

Следует отметить, что магнитно-силовые линии головы человека направлены с левой половины к правой, т. е. имеют лево-правую симметрию. Последнее весьма приме­ чательно, ибо дает объяснение ряду давно описанных гип­

нотических экспериментов [123]. В этих опытах примене­ ние подковообразного магнита у головы гипнотизера или

у испытуемых изменяло (нарушало или, наоборот, способ­

ствовало) проведение гипнотического воздействия при

определенном расположении полюсов магнита по отноше­ нию к голове.

Сведения о магнитном поле других организмов пока недостаточны. По теоретическим и экспериментальным данным одних исследователей, магнитное поле насекомого слишком мало, чтобы с его помощью можно было бы объ­ яснить ориентацию в ГМП [494а]. Другие же исследовате­ ли, обнаружив, что даже мертвые насекомые, подвешен­

ные на тонкой нити или закрепленные на поплавке, пла­

вающем в воде, принимают в ГМП определенное положе­ ние [382], считают, что тело насекомых, по-видимому, представляет собой магнитный диполь [108].

Имеются данные [164, 308, 309], что собственное маг­ нитное поле семян пшеницы, ячменя, ржи составляет несколько гамм и что южный магнитный полюс находится на зародышевом конце, а северный — на противополож­

ном конце семени. Но, по-видимому, существует более сложная зависимость в расположении магнитных полюсов у семян. На это указывают данные по функциональной диссимметрии [102] и различной реакции «левых» и «пра­ вых» семян одних и тех же растений при их ориентации

к северному или южному магнитному полюсу Земли [188, 189, 279, 283, 285 и др.].

Первые экспериментальные сведения о существовании магнитного поля у живых организмов открывают пути для познания механизма биологического действия естествен­ ных долго-и короткопериодных магнитных полей. C обна­ ружением биологической эффективности короткопериод­ ных колебаний геомагнитного поля становятся реальными

типотезы о влиянии на живые организмы магнитных полей широкого диапазона частот (от 7—12 Гц [384—386] до

0,029—0,031 Гц [487а]). Первый интервал частот, как известно, соответствует частоте электрической активности

124

полярных областей с особыми геомагнитными условиями,

где возможно своеобразное действие космических и геофи­ зических факторов [345].

125

ПРИЛОЖЕНИЕ

Для того чтобы облегчить анализ и сопоставление био­ логических экспериментальных данных с изменением гелиогеофизических параметров, приводим некоторые све­ дения.

Указанные материалы взяты нами из журналов «Кос­

127

128