6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Основы_медицинской_реабилитологии_Медведев_А_С_2010
.pdfнитных полей от космических радиоисточников, которые являют ся неотъемлемым фактором среды обитания человека. В силу постоянного, но невысокого уровня излучения и нерегулярного характера воздействия их принято считать относительно безвред ными для биологических организмов. Однако с развитием техники кроме естественных источников ЭМП в большом объеме появляются искусственные, технические. Антропогенные источ ники ЭМП определенного вида и мощности могут вызывать характерные биологические эффекты, что должно расцениваться как потенциальный вред для человека. Человечество живет в «волновой ванне», интенсивность полей которой в миллионы раз превосходит интенсивность полей естественных. Это приводит к возрастанию потенциально опасных уровней ЭМП и интенсив ному росту облучаемых контингентов населения. Условия воздействия ЭМП разнообразны: непрерывное и прерывистое, общее
иместное, комбинированное от нескольких источников, находящееся в сочетании с другими неблагоприятными факторами среды. При этом вредными могут являться как магнитные, так
иэлектрические составляющие ЭМП. Почти невозможно предвидеть последствия этого электромагнитного воздействия на здо ровье человека. ЭМП являются экологическим фактором риска, интенсивно загрязняющим окружающую среду.
Всоответствии с международной классификацией источники ЭМП делятся на две группы:
первая группа – источники, генерирующие так называемые крайне низкие и сверхнизкие частоты от 0 Гц до 3 кГц;
вторая группа – источники, формирующие излучение в радиочастотном режиме от 3 кГц до 300 гГц, включая микроволны (СВЧ-излучение) в диапазоне от 300 МГц до 300 гГц.
К первой группе относятся все системы производства, передачи и распределения электроэнергии: линии электропередачи, трансформаторные подстанции, электростанции, системы элект ропроводки, различные кабельные системы; домашняя и офисная электро- и электронная техника, транспорт на электроприво де (метро, троллейбусы, трамваи), железнодорожный транспорт
иего инфраструктура. Норма электромагнитного излучения,
221
безопасного для человека, составляет не более 0,2 мкТл. Между тем в пригородных электропоездах она доходит до 75 мкТл, в троллейбусах и трамваях – до 30 мкТл. Общий же уровень элект ромагнитного фона превышает естественный в 100–1000 раз.
Вторая группа источников отличается большим разнообразием как по видам, так и по режимам излучения. Основную массу составляют так называемые функциональные передатчики – источники ЭМП, излучающие их для передачи или получения информации (радио, телевидение, радиотелефоны), направленная радиосвязь (спутниковая радиосвязь, наземные релейные станции), навигационное оборудование (локаторы). Кроме вышеперечисленных во вторую группу входят различное технологическое оборудование, использующее СВЧ-излучение, переменные (50 Гц – 1 МГц) и импульсные магнитные поля: медицинские терапевтические и диагностические установки (20 МГц – 3 ГГц), бытовое оборудование (СВЧ-печи), средства визуального отобра жения информации на электронно-лучевых трубках (мониторы ПК, телевизоры и т. п.).
Особым видом ЭМ-излучения является лазерное излучение – особый тип электромагнитного излучения оптического диапазо на, отличающегося от излучений обычных световых источников монохроматичностью (однородностью по длине волны), когерент ностью(упорядочениемсветовых волнвовремени ипространст ве) и узкой направленностью (малый угол расхождения луча). Мощность лазерного излучения может достигать величин, сопоставимых лишь с энергией солнечного излучения.
Результаты клинических исследований показали, что длительный контакт с ЭМП в СВЧ-диапазоне может привести к развитию заболеваний, клиническую картину которых определяют изменения функционального состояния регуляторных систем и прежде всего нервной системы. У лиц, подвергавшихся дейст вию ЭМП, отмечалась физическая астения, миотония, уменьшение либидо, меланхолия, тенденция к раздражительности и депрессии. Часто встречались зрительные и слуховые галлюцинации, психические расстройства. Даже было выделено самостоятельное заболевание – радиоволновая болезнь. Ряд специалистов связы-
222
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
вают развитие опухолей (лейкозов) с влиянием электромагнитных полей промышленной частоты от проходящих вблизи от жи лых помещений силовых линий, бытовых электрических сетей и техники.
Антропогенные ионизирующие излучения по своей приро-
де подразделяются на корпускулярные (заряженные частицы: ядра гелия – α-лучи, электроны – β-лучи, протоны, π-мезоны, а также нейтроны, не несущие электрического заряда) и электромагнитные (рентгеновские излучения и γ-лучи, сопровождающие радиоактивный распад). Человек может подвергаться действию ионизирующего излучения в производственных условиях, работая с рентгеновской аппаратурой, на ядерных реакторах и ускорителях заряженных частиц, с радиоактивными изотопами, при добыче и переработке радиоактивных руд. В клинической практике дозированное ионизирующее излучение используют в лечеб ных целях. Ионизирующие излучения крайне опасны и вредны, так как их воздействие проявляется на всех уровнях структурной организации – от квантового и субклеточного до системного и организменного. Необратимые изменения, происходящие в орга низме под действием ионизирующего излучения, могут привес ти в быстрой и неизбежной его гибели.
Шум акустический – беспорядочные звуковые колебания разной физической природы, характеризующиеся нерегулярным изменением амплитуды и частоты. В быту это звуки, мешающие восприятию речи, музыки, отдыху, работе. К основным источни кам шума относят транспорт, в первую очередь автомобильный, авиационный и железнодорожный, а также различные промышленные и сельскохозяйственные предприятия. На дорогах больших городов уровень шума составляет 73–83 дБ, а в жилых домах, расположенных на крупных магистралях, – 62–77 дБ. В помещениях с открытыми окнами, находящимися под трассами пролетов самолетов в радиусе 5–10 км от границ аэропорта, уровень шума достигает 90–97 дБ, а при закрытых окнах – 82–90 дБ. В промышленности генераторами шума служат мощные двигатели внутреннего сгорания, поршневые компрессоры, виброплощадки, передвижные дизель-генераторные установки, вентиля-
223
торы, компрессоры, а также периодический выброс в атмосферу отработанного пара и т. д. Шумовое загрязнение окружающей сре ды стало большой угрозой для здоровья населения. Анализ данных о вредном влиянии шума на организм человека позволяет сделать вывод о том, что шум – столь же грозный фактор риска, как и курение. Производительность труда в шумовой среде при физической работе снижается на 30%, а при умственной – на 60%. Специалисты Института охраны жизненной среды (США) считают, что в 30% случаев преждевременного старения виноват шум, отнимающий у человека как минимум 5–10 лет жизни. На высокий уровень шума жалуются от 62,5 до 95,5% жителей городов. Высокие уровни городского шума являются причиной развития функциональных нарушений центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, роста общей заболеваемости и ухудшения показателей физического и психического развития. Причем наиболее опасны не высокие и резкие звуки, а менее интенсивный, но постоянный шум. Хуже всего человек переносит сливающиеся в общую какофонию звуки автомобильных двигателей. Шум городского транспорта, интенсивность которого составляет в среднем 50 дБ, значительно замедляет погружение в сон. Шум коварен. Последствия его воздействия могут незаметно и постепенно накапливаться в организме, проявляясь лишь через некоторое время. Это хроническое переутомление, глухота, а также усугубление других, напрямую не связанных с ним недугов.
Ультразвук – одна из разновидностей звукового воздейст вия, неслышимые человеческим ухом колебания упругой среды с частотой выше 18–20 кГц. Выделяют низкочастотный – от 18 до 100 кГц и высокочастотный – от 100 до 1000 кГц ультразвуко вые диапазоны. Особенностью современного состояния проблемы ультразвука является многообразие его применения, охватываю щее диапазон частот от слышимого звука (18–20 КГц) до гиперзвуков (108 кГц) и область мощностей от долей милливатта до десятков киловатт. Ультразвуковая техника и технология за последние десятилетия нашли широкое применение в различных отраслях народного хозяйства: машиностроении, металлургии,
224
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
приборостроении, радиотехнической, легкой промышленности, медицине. Ультразвуковые терапевтические установки активно используются для лечения различных заболеваний периферической нервной системы, опорно-двигательного аппарата, а так же в гинекологии, офтальмологии, дерматологии. Ультразвуковая диагностика успешно заменяет, а в ряде случаев и превосходит возможности рентгенологических, люминесцентных, радиоизотопных методов при обследовании больных с патологией органов пищеварения, сердечно-сосудистой, мочеполовой, нервной
идругих систем. Ультразвуковые методы оказались информативными для проведения биохимических и биофизических разработок по изучению свойств органических веществ, различных функций структур живой клетки и целостного организма. Не ме нее эффективным явилось использование ультразвука в хирурги ческой практике для разрушения новообразований, рассечения
исоединения биологических тканей. Установлено, что ультразвук интенсивностью до 1,5 Вт/см2 либо не оказывает никакого влияния на организм, либо играет роль физиологического катализатора, ускоряя обменные процессы, приводя к некоторому сдвигу физико-химических реакций, легкому прогреванию тканей и др. Увеличение мощности ультразвуковых колебаний до 3 Вт/см2 оказывает обратимое угнетающее действие на функцио нальное состояние нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой
идругих систем организма. Высокие интенсивности ультразвука (от 3 до 10 Вт/см2) вызывают необратимые морфофункциональные изменения.
Вибрация представляет собой сложный колебательный процесс с широким диапазоном частот, возникающий в результате передачи колебательной энергии от какого-то механического генератора. В городах источниками вибрации являются в первую очередь транспорт, а также некоторые производства. В зависимости от способа передачи различают общую и локальную вибрацию. При локальном воздействии вибрация передается преимущественно через верхние конечности работающих при удержании руками виброинструмента или деталей в случае обработки их на оборудовании, генерирующем вибрацию. Локальная вибра
225
ция имеет место в таких массовых профессиях, как обрубщики, формовщики ручной формовки, слесари механосборочных работ, полировщики и др. Влиянию общей вибрации подвергается весь организм человека через пол, сиденье, при обработке железобетонного изделия, при работе на транспорте, сельскохозяйст венной и горнодобывающей технике, при обслуживании техноло гического оборудования. Чаще всего действию вибрации рабочих мест подвергаются водители большегрузных машин, механизаторы сельского хозяйства, бульдозеристы, машинисты экскавато ров и буровых станков. Длительное воздействие вибрации может вызвать вибрационную болезнь, выражающуюся в морфофункциональных изменениях нервно-мышечного и суставного аппара тов, например болезнь Рейно (поражение мелких сосудов кистей).
Возрастание уровня неблагоприятного воздействия физических факторов окружающей среды определяется бурным развитием научно-технического прогресса и урбанизацией. Если совре менное состояние науки и техники позволяет значительно умень шить загрязнение окружающей среды химическими веществами (биологические средства защиты, безотходные технологии, огра ничение выбросов промышленных предприятий и автотранспор та), то с физическими факторами дело обстоит несколько сложнее, так как научно-технический прогресс и урбанизация связаны с широким применением в технике электрической, магнитной и электромагнитной энергии.
Ионизирующее излучение получило широкое распростране ние в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, в биологии и медицине. В зависимости от проникающей способности этих частиц при внешнем облучении возможно их воздействие на кожу или проникновение в более глубоко расположенные ткани. Влияние облучения на организм не ограничивается лишь внешним воздействием на человека в период его пребывания в зоне излучения. Даже после облучения в организме могут развиваться изменения – последствия излучения. Например, в ре зультате внешнего воздействия нейтронов в организме могут обра зовываться радиоактивные вещества. В подобных случаях человек временно становится носителем радиоактивных веществ, вследст
226
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
вие чего может наступить его вторичное внутреннее аутооблучение. Кроме того, при работе с радиоактивными веществами возможно попадание их внутрь организма через легкие или же лудочно-кишечный тракт. При этом радиоактивные вещества могут заноситься с кровью в различные ткани и органы, становясь также источником внутреннего облучения.
3.2. Механизмы биологического воздействия факторов на организм
Механизм действия ионизирующего излучения. Первичное повреждающее действие ионизирующего излучения на живую ткань проявляется ионизацией и возбуждением атомов и молекул с образованием свободных радикалов атомарного водорода, гидроксида и перекиси водорода, время существования которых не превышает 10−5–10−6 с (прямое влияние радиации). Ионизация или возбуждение атомов и молекул в облученной ткани приводят к возникновению в ней повреждения. Свободные окисляющие радикалы вступают в реакцию с ферментами, содержащими сульфгидрильные группы, которые превращаются в неактивные дисульфидные соединения. В результате этих реакций нарушает ся каталитическая активность важных тиоловых ферментных систем, принимающих активное участие в синтезе нуклеопротеидов и нуклеиновых кислот. Вместе с тем при радиационном окислении ненасыщенных жирных кислот и фенолов образуются липидные (перекиси, эпоксиды, альдегиды, кетоны) и хиноно вые первичные радиотоксины, угнетающие образование нуклеи новых кислот, подавляющие активность различных ферментов, повышающие проницаемость биологических мембран и изменяю щие диффузионные процессы в клетке.
Непрямое (косвенное) действие ионизирующей радиации свя зано также с радиационно-химическими изменениями структуры ДНК, ферментов, белков, вызываемыми продуктами радиолиза воды или растворенных в ней веществ, которые обладают высокой биохимической активностью и способны вызывать реак цию окисления по любым связям.
227
Все эти патологические феномены приводят к развитию так называемой лучевой болезни. Происходит гибель клеток стенок сосудов, главным образом мелких, что имеет большое значение в патогенезе пострадиационного геморрагического синдрома. Под вергается патологическим изменениям и слущиванию эндотелий сосудов. Периваскулярная соединительная ткань, составляющая механическую опору сосуда, претерпевает деструктивные изменения – ее волокна разрушаются, а основное вещество подвергается деполимеризации. Снижается упругость и резистентность сосудов. Все это приводит к функциональной неполноценности сосудов и нарушению кровообращения в тканях. Паралитическая вазодилатация и переполнение кровью системы микроциркуляции, истинный капиллярный стаз усугубляют дистрофические
идегенеративные изменения в тканях, инициированные прямым действием излучения и первичными радиохимическими реакция ми. Накопление токсических для организма веществ (например, токсических аминокислот) вследствие нарушения обменных про цессов способствует тотальной интоксикации организма. Тканевая интоксикация приводит к расстройству нейрогуморальной и гор мональной регуляции, что проявляется клиническими симптома ми нарушения функций внутренних органов и систем организма.
Одним из ведущих звеньев в патогенезе лучевой болезни является поражение органов кроветворения. Кроветворная ткань чувствительна к радиации, особенно бластные клетки костного мозга. Развивающаяся под влиянием радиации аплазия костного мозга является следствием угнетения митотической активности кроветворной ткани и массовой гибели малодифференцированных костномозговых клеток. Возникающий дефицит лимфоцитов
илейкоцитов приводит к ослаблению иммунной защиты организ ма. Нарушение эритропоэза чревато развитием анемий, а уменьшение количества тромбоцитов вследствие нарушения их созревания в костном мозге усугубляет геморрагический синдром. При этом изменяется молекулярная структура фибриногена и образующегося из него фибрина, в результате чего снижается способность волокон фибрина к сокращению, а, следовательно, кровяного сгустка – к ретракции.
228
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Механизм действия ЭМП. Интенсивность их биологического влияния нарастает с увеличением мощности и длительности воздействия, причем выраженность реакции зависит в основном от диапазона частот и от индивидуальных особенностей организ ма. В основе действия электромагнитных излучений на организм лежит взаимодействие проникающих в организм электромагнит ных волн как с отдельными молекулами ткани, так и с их сочетаниями. Энергия поля, поглощаемая молекулами, преобразуется в кинетическую энергию их движения, колебаний дипольных молекул воды и белков, а это вызывает объемный нагрев тканей, который также может быть следствием увеличения ионной проводимости внутриклеточной и межклеточной жидкости. Повышение температуры тканей ведет к денатурации и коагуляции белков, увеличению проницаемости клеточных мембран, сниже нию активности ферментов, что приводит в свою очередь к повреждению разных функциональных систем и прежде всего сис тем регуляции. Так, тепловой перегрев нейронов ведет к повреждению основных функциональных элементов нервной системы.
ЭМП миллиметрового и субмиллиметрового диапазона волн вследствие их слабой проникающей способности в основном воздействуют на экстерорецепторы кожи, что индуцирует отраженную реакцию в органах и тканях. Последние могут проявляться нарушением метаболизма, изменением состава крови, концентрации нуклеиновых кислот и общего белка в печени.
ЭМП сантиметрового диапазона в основном поглощаются кожей, генерируя тепловой эффект. Этот диапазон наименее опа сен для человека, так как нагрев быстро ощущается, а терморегуляторная реакция, осуществляемая за счет отвода тепла как в подкожные ткани, так и во внешнюю среду, весьма эффективна.
ЭМП СВЧ-диапазона глубоко проникают в ткани, почти не затрагивая кожных терморецепторов, поэтому их разогрев с вклю чением тепловых КПР происходит гораздо позже. При этом внут ренняя температура тканей увеличивается до критических вели чин без каких-либо внешних признаков и повреждающее нагревание органов происходит раньше, чем ЦНС получит «сигнал бедствия». Неоднородность тканей организма и различие их ди-
229
электрических свойств может привести к неравномерному нагреву отдельных участков и образованию «горячих пятен». Они возникают на границе раздела тканей с высоким (мышцы, кожа, внутренние органы) и низким (жировая, костная ткань) коэффициентом поглощения электромагнитного излучения. Если механизмы терморегуляции организма способны путем рассеивания избыточного тепла предупреждать локальный перегрев, то повреж дения не возникнет. В том случае, когда компенсаторно-приспо собительные механизмы отвода и рассеивания тепла в какой-то части несостоятельны, происходит локальный подъем температу ры, вследствие чего может возникнуть даже некроз ткани и развиться реакция воспаления. Наиболее подвержены перегреву тка ни с недостаточным кровоснабжением и плохой терморегуляцией (хрусталик, стекловидное тело, кишечник, печень, желчный пузырь, семенники, желудок). Так, например, слизистая желудка за счет имеющегося в ней множества складок и крипт, заполненных желудочным соком и слизью, поглощает энергию ЭМ-излучения довольно интенсивно, а охлаждение слизистой по тем же причинам затруднено, что на фоне ее хронического нарушения тканевого обмена и кровообращения может привести к ее повреждению и развитию язвы желудка. При этом вследствие прямого раздражения интерорецепторов желудка ЭМП и непосредственного влияния на периферические нервные центры могут формироваться патологические рефлексы, приводящие к нарушению секреторной и двигательной функций желудка, что также способствует язвообразованию.
Если при мощном воздействии ЭМП наиболее выражен теп ловой патогенный эффект, то при хроническом его влиянии (уме ренная и малая интенсивность) наблюдается специфическое нетермическое действие по типу радиационного. Оно проявляется в нарушении биофизических молекулярных процессов в клетках. При действии токов высоких и сверхвысоких частот даже малой мощности наблюдается кумуляция биологического эффекта, в ре зультате чего возникают функциональные нарушения в нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной системах. В первой фазе, как правило, регистрируется лабильность нервной системы, в после-
230
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/