Низкочастотное электромагнитное излучение, обусловленное изменениями проницаемости клеточных мембран

Низкочастотное электромагнитное излучение живых клеток детально описано в работах [5], [7]. Многие живые клетки являются своеобразными электрохимическими генераторами. Эти генераторы фактически представляют собой потоки ионов, движущихся под воздействием химических концентрационных градиентов. Они создают низкочастотное (с частотами от долей герца до 1 кГц ) электромагнитное поле, отражающее функционирование соответствующих органов организма. Электрическая составляющая этого поля в виде записей изменяющегося во времени электрического потенциала широко используется в электрофизиологических исследованих и в диагностие заболеваний человека (элетрокардиография, электроэнцефалография и.т.п.). Для изучения магнитной составляющей низкочастотного электромагнитного излучения живых клеток требуется специальная высокочувствительная аппаратура – сквид-магнитометры — и высококачественная экранировка помещения от внешних электромагнитных полей. Для обеспечения высокой чувствительности сквид-магнитометров чувствительные элементы этих приборов охлаждаются жидким гелием с целью использования эффекта сверхпроводимости. Внутреннее пространство каждой клетки, заполненное внутриклеточным веществом, отделено от окружающей клетку внеклеточной жидкости мембраной, которая имеет разные проницаемости для ионов разных типов, присутствующих внутри и вне клетки. Концентрации ионов во внутриклеточном веществе и во внеклеточной жидкости сильно различаются. Особенно это относится к ионам натрия, калия, хлора и органических анионов. Например, в стационарных условиях в мышцах и нервах млекопитающих концентрация ионов калия внутри клетки в десятки раз выше, чем снаружи, а концентрация ионов натрия и хлора, наоборот, существенно выше снаружи. Под действием концентрационных градиентов ионы движутся через мембрану, преодолевая ее сопротивление. Эти потоки ионов, возникающие под влиянием неэлектрических сил, образуют электрические токи, которые являются первичным биоэлектрическим генератором, порождающим как биоэлектрическое, так и биомагнитное поле. Клеточная мембрана обладает наиболее высокой проницаемостью для ионов калия. Когда они начинают вытекать из клетки, между внутренней и наружной поверхностями мембраны образуется разность потенциалов, препятствующая их вытеканию. При определенном значении этого трансмембранного потенциала вытекание ионов калия из клетки прекращается. Соответствующий трансмембранный потенциал покоя обычно имеет значение около 90 мВ. Клеточные мембраны изменяют свою проницаемость для разных ионов под влиянием различных стимулирующих воздействий (электрический ток, химическое воздействие, электромагнитное облучение и др.). Если величина стимулирующего воздействия превосходит некоторое пороговое значение, происходит резкое изменение мембранной проницаемости и возникает импульс возбуждения – быстрое изменение трансмембранного потенциала, после чего на протяжении определенного времени в результате сложных колебательных процессов изменения ионных проницаемостей восстанавливается потенциал покоя. Эти колебательные процессы строго индивидуальны для различных организмов и для различных типов клеток конкретного организма. Они зависят также от состояния клетки. Импульсное изменение трансмембранного потенциала называют потенциалом действия. Амплитуда потенциала действия может достигать нескольких десятков милливольт. Потенциал действия сопровождается колебаниями амплитуды мембранного тока и генерацией соответствующего электромагнитного поля. Мощность электромагнитного излучения, обусловленного измнениями проницаемости клеточных мембран, несопоставимо выше ничтожно малой мощности митогенетического излучения. Если между внутриклеточными областями соседних клеток имеются контакты с малым сопротивлением, то через эти контакты стимулирующее действие мембранного тока распространяется на соседние клетки, приводя к процессу охвата возбуждением всей ткани. Такой механизм передачи возбуждения действует в миокарде. При синаптическом типе соединения между клетками (например, в нервной ткани) в зоне синапса возбужденная клетка воздействует на мембрану соседней клетки химическими веществами (медиатороми), вызывая развитие в этой клетке потенциала действия путем избирательного измене- ния проницаемости ее мембраны для различных ионов. На соседние клетки может действовать и генерируемое возбужден- ной клеткой электромагнитное поле. В ткани органов чувств рецепторные клетки могут возбуждаться и генерировать потен-
циал действия под влиянием давления, света и других стимулов.