Юрий Холодов - Мозг в электромагнитных полях

• Название: Мозг в электромагнитных полях
• Автор: Юрий Холодов
• Издательство: Наука
• Жанр: Научпоп
• Год: 1982

В популярной форме излагаются история и современные проблемы, связанные с выяснением роли внешних и внутренних электромагнитных полей (от статических до радиочастотного диапазона) в деятельности центральной нервной системы. Отмечаются экологические, гигиенические, терапевтические и диагностические аспекты электромагнитной нейрологии. Показаны перспективы использования естественных и искусственных электромагнитных полей для изучения деятельности головного мозга. Книга рассчитана на широкий круг читателей.

---

Таблица 3. Параметры морфологических реакций нейро-сосудистого комплекса центральной нервной системы на магнитные поля свыше 20 мТл в зависимости от длительности экспозиции

Экспозиция Нейрон Глия Сосуд Длительность последействия Аккумуляция Десятки секунд — — — — — Минуты — + ? Десятки минут — Десятки минут + + + Сутки + Часы + + + Недели + Сутки + + + Месяцы +

Из приведенного описания следует, что в зависимости от целевой установки исследователя одни и те же морфологические изменения в головном мозге после воздействия ЭМП трактуются по-разному, исходя из ориентации в объяснении тех или иных интегральных функций ЦНС, проявляющихся в поведении целостного организма.

Впервые электронно-микроскопические изучения реакций мозга на МП начал Ю. М. Ирьянов в г. Ижевске. Он использовал длительные (до 75 ч) воздействия ПМП индукцией 2; 20; 200 и 400 мТл, а также ПеМП 50 Гц с индукцией 100 мТл. Исследовалась не только непосредственная реакция, но и репарационные процессы, возникающие через разные сроки после прекращения магнитного воздействия. Опыты проводились на мышах, так как эти животные становятся основным объектом магнитобиологических исследований и возможность сравнения данных различных исследователей значительно увеличивается. Изучали ультрамикроскопические изменения в нейронах и мантийных клетках гассерова ганглия, а также в седалищном нерве.

Наблюдаемый эффект зависел от индукции МП (2,0 мТл эффекта не вызывали), от характера, МП (переменное более эффективно, чем постоянное) и от длительности воздействий. Магнитобиологический эффект не ограничивался только временем воздействия МП, но длился еще долгое время (несколько суток) после прекращения воздействия. Эти выводы согласуются с многочисленными магнитобиологическими данными, полученными другими методами исследования. Однако оригинальность этой работы заключается в том, что в ней впервые показана высокая чувствительность к МП митохондрий, эндоплазматического ретикулума других органоидов нервной клетки.

Гипотеза о первичном действии МП на проницаемость биологических мембран сейчас наиболее распространена. Ю. М. Ирьянов [1971] также склоняется к этому мнению, основываясь на своих достаточно убедительных электронно-микроскопических данных. Однако он идет дальше указанного общего заключения, доказывая наибольшую чувствительность к МП мембран митохондрий и эндо-плазматического ретикулума в сравнении с другими мембранами нервной клетки. Более того, чувствительность к МП мембран этих органоидов зависит и от их локализации. К примеру, в теле нейрона изменения были более выраженными, чем в нервном волокне.

Высокая реактивность нейронов связывается с характером липопротеидных связей. Ю. М. Ирьянов не расшифровывает возможную структуру этих связей, в то время как его научный руководитель К. К. Сергеев, автор липопротеидной гипотезы нейроплазмы, указывает на возможность влияния внешних МП на электромагнитные силы, создающие липопротеидные и нуклеопротеидные комплексные соединения.

Если полученные в 60-х годах электронно-микроскопические данные Ю. М. Ирьянова можно рассматривать как эпизодические (сейчас эти исследования в Ижевске не проводятся) достижения одиночки, то 70-е годы характеризуются включением в русло нейромагнитобиологических исследований нескольких гистологических школ [Сперанский и др., 1976].

В этой связи прежде всего следует указать на электронно-микроскопические работы [Эрназаров, 1979], проводимые в Ташкентском медицинском институте под руководством М. С. Абдуллаходжаевой. В этих работах основное внимание уделяется зависимости эффекта от параметров воздействующего МП и от региональных особенностей участков головного мозга крыс (кора больших полушарий и гиппокамп). Исследователи концентрируются на детализации внутриклеточных изменений в центральном нейроне.

Представители грузинской нейроморфологической школы Т. И. Кикнадзе и Н. Л. Лазриев подчеркивают роль глии в реакциях головного мозга кошки на ПМП, хотя также тщательно описывают структурные изменения в нервной клетке. Эти работы отличаются комплексным морфологическим и электрофизиологическим подходом к наблюдаемым реакциям.

Среди зарубежных исследователей уже упомянутый Э. Альберт, ставший недавно президентом Биоэлектромагнитного общества, уделяет много внимания структурным изменениям головного мозга после воздействия на животных полем СВЧ.

При обсуждении сложного и важного вопроса о специфичности биологического действия МП Ю. И. Ирьянов приходит к выводу о специфическом действии МП на структуру митохондрий. Основанием для такого вывода послужили немногочисленные литературные сведения об угнетении дыхания и окислительного фосфорилирования в МП. Однако другие данные показывают, что характер измерения процессов дыхания в МП носит фазный характер, а также зависит от интенсивности МП и особенностей биообъекта. Так что на субклеточном уровне мы еще не можем четко обнаружить специфичность в действии МП.

Анализ изменений рибосом и ядрышка в МП приводит к заключению о снижении интенсивности синтеза белка в клетке. Вероятно, здесь уместно было охарактеризовать и степень изменения синтеза РНК.

Заканчивая эту часть книги, мы должны отметить, что анализ реакций клеток ЦНС на ЭМП подтвердил основные выводы, полученные при исследовании на системном и организменном уровнях. Эти реакции могут возникать при непосредственном действии ЭМП на структуры нервной ткани. Они отличаются небольшой прочностью, значительным латентным периодом и длительным последействием. Применение гистологического метода исследований дало дополнительные сведения о характере изучаемых реакций, многие особенности которых можно объяснить вовлечением глиальных элементов ЦНС.

Следует заметить, что, изучая влияние ПМП и ПеМП индукцией от 16,0 до 32,0 мТл, американские исследователи не могли обнаружить у кроликов «нейропатологии», хотя воздействовали МП по 3—4 ч в день на протяжении 15—20 сут. Они справедливо отмечают, что нейроглия может давать подобную реакцию на воспаление (энцефалит), которое часто встречается у кроликов. Для дальнейшего анализа глиальной гипотезы, характеризующей реакцию ЦНС на ЭМП, необходимо стандартизировать объект исследования (лучше не кролики), методы окраски (они не совпадают) и способы обработки (имеются количественные методы). Напомним, что совокупность данных, которые нам известны, чаще свидетельствует об участии нейроглии в реакциях НС на ЭМП.

Косвенные данные показывают, что под влиянием ЭМП претерпевают значительные изменения окислительные процессы. Но на этом пути мы уже должны выходить за пределы физиологического анализа и приниматься за биохимические исследования.

Глава 9. Мембраны и биохимия

Электронный микроскоп показал, что биохимические реакции в живой клетке протекают с активным участием мембранных процессов. Это заключение относится и к нервной, и к глиальной клетке, и к внутриклеточным органеллам.

Следует признать, что биохимические изменения в мозге, возникающие при воздействии ЭМП, изучены еще недостаточно. Так, 10-минутное воздействие ПМП 50,0 мТ на крыс приводило к увеличению в ткани головного мозга содержания аммиака на 560%, глутаминовой кислоты — на 62,9% и аспарагиновой кислоты — на 41,2%. В то же время отмечали снижение содержания глутамина на 71,3%. Знаменательно, что содержание гамма-аминомасляной кислоты, которую связывают с тормозным процессом НС, увеличивалось при этом на 60%.

В опытах на крысах ростовские исследователи изучали тканевое дыхание, окислительное фосфорилирование, анаэробный и аэробный гликолиз гипоталамуса с прилегающими к нему участками таламуса при воздействии ПеМП частотой 50 Гц и индукцией 200 мТл. При воздействии ПеМП на интактных крыс в гипоталамо-таламическом отделе мозга происходило значительное усиление тканевого дыхания и некоторое усиление фосфорилирования. ПеМП увеличивало в мозге гликолиз, особенно аэробный. Оказалось, что непосредственно после воздействия ПеМП на голову крыс происходит повышение уровня холинэстеразы в крови до 32%, а спустя 6 ч содержание холинэстеразы возвращается к исходному.