О влиянии солнечной активности, магнитных бурь на атмосферу и биосферу Земли, состояние здоровья человека сегодня говорится много как на обывательском уровне, так и в научных кругах. Но, оказывается, именно в Крыму впервые были сформулированы предположения о природе факторов, ответственных за солнечно-земные связи. Об исследованиях, которые доказывают их существование, рассказала заведующая кафедрой физиологии человека и животных и биофизики Института биохимических технологий, экологии и фармации КФУ им. В. И. Вернадского», доктор биологических наук, руководитель Крымской научной школы электромагнитной биологии Елена Чуян.
– Елена Николаевна, биологическая эффективность низкоинтенсивных неионизирующих электромагнитных излучений, адаптационные реакции организма, физиология висцеральных систем, поведенческие реакции животных – область Ваших многолетних научных интересов. Сегодня Вы – руководитель научной темы «Физиологические и биофизические механизмы биологического действия факторов разной природы и интенсивности на функциональное состояние организма человека и животных», научной школы «Крымская школа электромагнитной биологии». Если не секрет, почему выбрали именно эту область исследований?
– Все началось во время учебы на факультете естественных наук Симферопольского госуниверситета, который я окончила по специальности «Биология». Моим научным руководителем и учителем по жизни стала учёный-физиолог, доктор биологических наук, профессор Наталья Арменаковна Темурьянц, основатель научной школы «Крымская школа магнитобиологии», которой она руководила в течение многих лет. Магнитобиологические исследования в Крыму начались еще раньше, в 60-х годах XX века, когда на полуострове работали научно-исследовательские учреждения, где изучали взаимосвязь космических и земных процессов. В Симферопольском госуниверситете, Крымском медицинском институте, в Крымской астрофизической обсерватории (КрАО), в НИИ физических методов лечения, медицинской климатологии и реабилитации им. И.М. Сеченова (Ялта) ученые исследовали влияние на человека и животных различных факторов, в том числе зависящих от солнечной активности. И именно в Крыму впервые были сформулированы предположения о природе факторов, ответственных за солнечно-земные связи. Например, известный советский и российский астрофизик, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник КрАО, профессор КФУ имени Вернадского Борис Михайлович Владимирский впервые предположил, что таким фактором может быть переменное магнитное поле (ПеМП) сверхнизких частот (СНЧ), интенсивность которого наиболее высока по сравнению с интенсивностью поля других частотных полос как в спокойные периоды, так и особенно во время геомагнитных возмущений, когда его интенсивность может возрастать в 10-100 раз, чего не наблюдается в других частотных диапазонах. Для доказательства его предположения нужно было исследовать биологическое действие ПеМП очень малой интенсивности, не вызывающих тепловых эффектов. Но, тогда сама вероятность биологического действия полей такой интенсивности считалась совершенно невозможной, так как не существовало разумного объяснения их активности. Поэтому перед исследователями стояли очень сложные задачи. Их решение требовало тщательного отбора методов и объектов исследований, разработки дублирующих контрольных экспериментов, проверки воспроизводимости результатов исследования и т.д. Тем не менее, такие исследования были проведены группой ученых, в их числе была и Наталья Арменаковна Темурьянц, под руководством профессора Александра Михайловича Волынского в Крымском мединституте. И было выявлено влияние слабых ПеМП СНЧ на бактерии, изменения функциональной активности нейтрофилов крови кроликов и собак, перестройки деятельности сердечно-сосудистой системы животных. Результаты этих исследований были опубликованы в 1968-м году в коллективной монографии «Влияние солнечной активности на атмосферу и биосферу Земли». А в 1969 году доложены на I-ом Всесоюзном симпозиуме «Солнце – биосфера» в городе Вильнюсе, где получили высокую оценку академика Василия Васильевича Парина, занимавшегося разработкой вопросов космической физиологии, и профессора Валерии Алексеевны Троицкой – признанного лидера в изучении физики солнечно-земных связей. В 1970 годы центр исследований переместился на кафедру физиологии человека и животных Симферопольского государственного университета, куда перешла работать Hаталья Арменаковна Темурьянц.
– И какие исследования проводились уже в этом вузе?
– Разрабатывались фундаментальные вопросы по теме «Реакции нервной системы человека и животных на воздействие сверхнизкочастотных электромагнитных полей естественного и искусственного происхождения». В 1975 году Иван Иванович Коренюк организовал первую в Крыму лабораторию по исследованию электрической активности нейронов, которая функционирует и в настоящее время. А через год на кафедре была открыта лаборатория физиологии высшей нервной деятельности, в которой изучали изменения условнорефлекторной деятельности животных (в основном лабораторных крыс) при воздействии естественных и искусственных магнитных полей. Важными событиями для развития магнитобиологических исследований ознаменовались 1989 и 1990 годы, когда успешно защитили докторские диссертации доценты Вячеслав Григорьевич Сидякин, Наталья Арменаковна Темурьянц, Иван Иванович Коренюк. Механизмы воздействия низкочастотных электромагнитных полей изучались нашими учеными сразу на нескольких уровнях: от отдельных нейронов головного мозга бодрствующих животных (главным образом кошек) до элементов поведения (крыс). Были разработаны новые, мирового уровня методики анализа нейрофизиологических механизмов поведения, созданы уникальные компьютерные программы и оборудование, позволяющие изучать биопотенциалы головного мозга животных и человека в процессе выполнения ими сложных поведенческих задач. Лаборатория стала одной из немногих в Советском Союзе и единственной в Крыму, способной в хронических опытах регистрировать и анализировать активность одиночных нейронов коры и подкорковых структур мозга бодрствующих свободноподвижных животных, а также изменения ЭЭГ (электроэнцефалография), сопровождающие целенаправленную деятельность человека.
Вскоре была организована лаборатория электромагнитной физиологии и биофизики, руководителем которой стала доктор биологических наук, профессор Наталия Арменаковна Темурьянц, где изучался комплекс фундаментальных вопросов по теме «Механизмы адаптации животного организма к действию неионизирующих излучений». Важное значение для доказательства биологической активности столь слабых раздражителей как ПеМП СНЧ имели исследования на систему крови. Также была доказана способность ПеМП СНЧ ограничивать развитие стресс-реакции на ограничение подвижности (гиподинамию). Вышла коллективная монография «Космическая экология», в которой были обобщены полученные результаты и сформулированы задачи будущих исследований. Эта работа была удостоена серебряной медали ВДНХ СССР, привлекла внимание многих исследователей к проблеме взаимосвязи космических и земных явлений.
– Авторитет исследований в области магнитобиологии, проводимых в Крыму, признан мировым научным сообществом?
– Свидетельством тому являются публикации в престижных изданиях, имеющих высокий ImpactIndex, монографии, престижные премии, патенты на изобретения России и Украины, 5 докторских и более 50 кандидатских диссертаций, защищенных по проблемам магнитобиологии, участие в Международных проектах, гранты на исследования, многочисленные конференции и симпозиумы при участии крымских ученых. Уже в 1971 году в Севастополе (школа по гелиобиологии) состоялась первая конференция, организованная крымскими учеными. В ней принимала участие вдова А.Л. Чижевского – одного из основателей космического естествознания, биофизика, основоположника космической биологии и гелиобиологии, Нина Вадимовна, крупнейшие ученые, исследователи, занимавшиеся изучением солнечно-земных связей, проблемами биологического действия электромагнитных полей. А в конце 80-х годов в Крыму задолго до их открытия в излучении ионосферы начались исследования биологических эффектов низкоинтенсивных миллиметровых радиоволн (Н.А.Темурьянц, Е.Н. Чуян – ред.). Они проводились совместно с Институтом радиоэлектроники АН СССР и медико-технической ассоциацией МТА-КВЧ (г. Москва). Полученные нами данные не оставляли сомнений в биологической активности низкоинтенсивных миллиметровый волн, которые способны предотвратить возникновение негативных изменений при действии стресс-факторов (ограничение подвижности, болевой стресс, инфицирование). Именно поэтому низкоинтенсивное электромагнитное излучение крайне высокой частоты в настоящее время широко используется в терапевтической практике для лечения и профилактики различных заболеваний. А с 1995 года в Крыму регулярно проводятся международные конференции «Космос и биосфера», в работе которых участвуют ученые России, Украины, Беларуси, Италии, Израиля, США и других стран. Учитывая актуальность обсуждаемых на конференции проблем, Международный фонд «Ассоциация Жака Бенвениста для исследований» («Association Jacques Benveniste pour la Recherche») учредил специальные премии участникам конференций, представившим на обсуждение результаты современных экспериментальных исследований. В 2015 году Крымская научная школа электромагнитной биологии была зарегистрирована решением Ученого совета КФУ. В настоящее время на нашей кафедре проводятся исследования по электромагнитной биологии уже на новом методическом уровне в оснащенных современным оборудованием лабораториях на базе которых в 2017 году был создан Центр коллективного пользования научным оборудованием «Экспериментальная физиология и биофизика». Например, экспериментальные исследования с использованием эффектов экранирования (уменьшение/ослабление электромагнитного поля в пространстве с барьерами, изготовленными из проводящих или магнитных материалов). Они имеют как фундаментальное значение, так и прикладное – для выяснения неблагоприятных последствий пребывания человека в таких условиях (железобетонные здания и сооружения, военная промышленность и пр.), а также их предупреждения и коррекции.
– И, по сути, доказывают что мы, люди, как поется в известной песне, «дети -Галактики»?
– Можно сказать и так. Важное значение для доказательства экологической роли частотных ПеМП имело исследование ритмики биологических систем. Крымские ученые первыми обратили внимание на то, что весь набор биологических ритмов, в том числе и диапазон микроритмов, в точности повторяет спектр ритмики космической, а параметры суточной и многодневной ритмики физиологических показателей животных изменяются при действии слабых переменных полей как СНЧ, так и КВЧ диапазонов. Борис Михайлович Владимирский предпринял попытку отыскать дополнительные доказательства отражения космической ритмики в общественной жизни, продолжив этим исследования Александра Леонидовича Чижевского, которые он в свое время изложил в работе «Физические факторы исторического процесса» (1924 г.). Уже доказано, что излучение Солнца в миллиметровом (мм) диапазоне зависит от его активности. Увеличение интенсивности мм излучения (существенное превышение над фоном) прямо коррелирует как с солнечной активностью, особенно со вспышками, так и с геомагнитными бурями. Это излучение свободно проникает в нижнюю атмосферу до земной поверхности и многократно возрастает во время вспышек на Солнце и полярных сияний. Его резонансное воздействие на различные биологические объекты, включая человека, уже многие годы имеет экспериментальное подтверждение.
– То есть организм человека может реагировать на солнечные вспышки?
-Проведенные нами экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что он обладает способностью реагировать как на солнечные вспышки, так и на возмущения геомагнитного поля. Магнитная буря и солнечные вспышки являются стресс-факторами, в ответ на которые в организме развивается стресс-реакция. Причем реакция на гелиогеофизические возмущения зависит от его функционального состояния. Возрастание солнечной активности и возмущения геомагнитного поля приводит к неблагоприятным изменениям физиологических показателей. Поэтому, больные люди (любое заболевание вызывает в организме развитие стресс-реакции) обладают повышенной чувствительностью к солнечным вспышкам и магнитным бурям. В частности, доказано влияние геомагнитных возмущений на изменение капиллярного кровотока у больных ишемической болезнью сердца в день магнитной бури и солнечных вспышек и магнитных бурь на состояние больных с сосудистой патологией сердца и мозга, с чем связано учащение случаев инфаркта миокарда и внезапной смерти.
– Но, почему это влияние проявляется в живых организмах?
– Есть внешние воздействия – синхронизаторы, водители ритма, которые его задают. Они как раз связаны с электромагнитными излучениями. Классический пример – смена дня и ночи, свет и темнота синхронизирую деятельность живых организмов, в том числе и человека. Проводились многочисленные эксперименты, когда людей помещали в закрытые помещения без часов, смартфонов и они не понимали, когда солнце «включается», а когда «выключается» и «включается» луна. Тем не менее, ритм «день-ночь» оказался очень устойчивым, потому что он генетически наследуется. Хотя мы часто этот ритм ломаем в угоду каким-то социальным предпочтениям. Есть также индивидуально- типологические различия – «совы», «жаворонки» и т.д..
– А «полярный день» и «полярная ночь» тоже могут синхронизировать деятельность живых организмов?
– Естественно. А поскольку люди расселяются в места ранее не предназначенные для жизни, в том числе и Крайнего Севера, где как раз есть эти периоды, то им очень трудно адаптироваться. Как и тем, кто работает вахтенным методом, или в ночные смены. Потому что, эти внешние факторы тесно связаны с электромагнитной природой. А во время вспышек на Солнце и магнитных бурь, количество попадающего через атмосферу на Землю излучения во много раз возрастает. И наши исследования показали, как во время магнитных бурь у здоровых живых организмов изменяются разные функции – поведенческие, гомеостатические, показатели крови и т.д. А если организм нездоровый, выведен из состояния равновесия любыми болезнями, в том числе, ограничением подвижности – гипокинезией, все происходит еще интенсивнее. Как, например, это было у наших экспериментальных белых мышей. Гипокинезия – это неспецифический синдром любого заболевания. И оказалось, что у мышек, лишенных возможности двигаться, тоже происходит внутренний десинхроноз по сравнению с нормой. А внешние воздействия во время магнитных бурь усиливают эту патологию, и организм животного, как говорится, идет вразнос. Вот почему, например, люди с сердечно сосудистыми, нервными и другими заболеваниями, более чувствительны к магнитным бурям. Потому что, их организм, выведенный из нормального состояния равновесия, пытается подстроиться под эти аномальные воздействия.
– Они, могут быть причиной агрессии человека, увеличения количества ДТП или каких-то социальных явлений?
– Безусловно. Не касаясь массовой социопатии, можно сказать, что любые поведенческие реакции, как у человека, так и у животных, это – проявление деятельности центральной нервной системы. Они бывают индивидуальные и массовые. Но, все это – проявление патологии, связанной с десинхронозом, и синхронизацией с ритмами, которые нам задает внешнее воздействие. Что уже экспериментально доказано и показано на корреляционных связях. На эту тему есть публикации в престижных научных журналах.
– Миллиметровые электромагнитные волны тоже один из внешних факторов воздействия на живые организмы?
– Конечно. Но, поскольку действие слабых переменных магнитных полей сверхнизкой частоты очень низкоинтенсивное, его используют, например, в физиотерапии. Но, это – не тепловое воздействие. Когда человек проходит, к примеру, классические физиопроцедуры – КУФ, УВЧ, он чувствует тепло, прогревание. При воздействии на организм миллиметровыми волнами, ничего не чувствуется, потому что, они – коротенькие и поглощаются верхними слоями эпидермиса, а вглубь организма вообще не проникают.
– А в чем их ценность для человека?
– В нашей коже есть множество нервных окончаний, рецепторов, болевых и других, имеются микрососуды, где происходит микроциркуляция, выброс различных гуморальных веществ. При воздействии миллиметровыми волнами организм сам начинает запускать процессы нормализации состояния. То есть без таблеток, химического или энергетического воздействия. Наши эксперименты с лабораторными крысами, показали, что во время магнитной бури при воздействии миллиметровыми волнами, их организм подстраивается, синхронизирует собственные ритмы именно под них, то есть выбирает, более слабые, по сравнению с теми, что несет буря, благодаря чему лучше их переносит. И это при том, что животные 45 суток находились, фактически, в состоянии гипокинезии, без движения.
-Если во время магнитных бурь на биологически активные точки организма человека воздействовать электромагнитным излучением низкой интенсивности в миллиметровом диапазоне ему будет легче их переносить?
– Люди много лет ищут какое-то электромагнитное воздействие, которое могло бы как-то повлиять и заставить собственный организм работать, условно говоря, как здоровый. Но, наши исследования это – научно доказанный феномен, как я уже говорила, этой темой мы занимаемся еще с 70-х годов прошлого века. Это, так называемые «космические технологии», которыми в Советском Союзе занимались в наукограде Фрязино. Там начали использовать датчики миллиметровых волн в различной аппаратуре, и экспериментально было доказано, что они «работают». Был создан временный научный коллектив КВЧ, в который входили и мы. А также определены клиники, мединституты и различные экспериментальные площадки, такие как наша. Потом была создана Ассоциация КВЧ, которую возглавляли академики, профессора под эгидой которой издавался журнал «Миллиметровые волны в биологии и медицине». Моя диссертация тоже посвящена этой теме. А в 2002-м году наш коллектив получил Государственную премию Российской Федерации за исследования в этой области. С тех пор приборы, работа которых основана на миллиметровых волнах, внедряются во многие сферы, в том числе и здравоохранение. И мы с ними работаем, продолжаем исследования в области электромагнитной биологии. В том числе изучаем влияние космической погоды на физико-химические и биологические системы различной степени сложности и социальные явления. А также использование физических факторов, в том числе электромагнитной природы для реабилитации пациентов с различными заболеваниями. Но, сегодня эти исследования проводятся на новом методическом уровне. Благодаря тому, что в Крымском федеральном университете созданы лаборатории, оснащенные современным оборудованием (лаборатория визуализированного пэтч-клампа, лаборатория этологии, лаборатория психофизиологии, лаборатория клеточной физиологии и биофизики, лаборатория электромагнитной физиологии и биофизики, физиологии и биохимии крови, лаборатория оценки функционального состояния человека, лаборатория изучения боли). А в 2017 году путем объединения научно-исследовательских и научно-образовательных лабораторий кафедры физиологии человека и животных и биофизики был создан Центр коллективного пользования научным оборудованием «Экспериментальная физиология и биофизика»
– Миллиметровое излучение можно использовать для восстановления здоровья людей, страдающих теми или иными заболеваниями, в том числе и участников СВО?
– Однозначно, особенно если человеку показана комплексная реабилитация .Сегодня такие приборы выпускаются, в России их можно приобрести. Но, к сожалению, не всегда, к примеру, те же физиотерапевты видят в этом смысл. А когда им объясняют, показывают на практике результат работы таких приборов, они начинают использовать их в процессе реабилитации своих пациентов. Сейчас, например, с тем же миллиметровым излучением мы проводим исследования в диализном центре. Люди, страдающие почечной недостаточностью, вынуждены порой по 8 часов лежать на диализе, фактически, без движения, это – классическая гиподинамия. Реабилитологи подбирают этим пациентам комплекс специальных упражнений – двигательную нагрузку, чтобы у них работали мышечный аппарат, сосуды. Мы предложили ввести еще и миллиметровую терапию. Потому что, многие физические упражнения таким пациентам противопоказаны, а миллиметровое излучение, которое назначают даже онкологическим больным, им точно не навредит. Участвовать в этом эксперименте согласились 15 человек, эту процедуру им делают во время диализа. О результатах мы непременно расскажем.
Беседовала Елена Озерян
