Действие электромагнитных волн на организм человека

Лекция № 6.    Действие электромагнитных волн на организм человека.

Электромагнитные волны различных диапазонов получили широкое применение в промышленности, науке, технике, медицине: при термической обработке металлов, древесины других материалов, в радиовещании, телевидении и связи, для нагрева и сварки диэлектриков и т. д. Значительное применение нашли электромагнитные волны сверхвысоких частот (СВЧ) в радиолокации, радиометеорологии, радиоастрономии, радионавигации, в космических исследованиях, ядерной физике и т. д.

Источниками излучения радиоволн являются ламповые генераторы, которые преобразуют энергию постоянного тока в энергию переменного тока высокой частоты. В современных цехах электровакуумных заводов, где производятся электронные лампы, сосредоточено значительное количество высокочастотных генераторов. Токи высокой частоты применяются для удаления газа из металлических частей и не всегда могут иметь надлежащую экранизацию. В рабочих помещениях радиотелевизионных станций источниками высокочастотных полей могут явиться недостаточно качественно защищенные блоки передатчиков, разделительные фильтры и излучающие антенные системы. В физиотерапевтических кабинетах при работе медицинской аппаратуры возникают электромагнитные поля, действию которых подвергается персонал. 

Наиболее выраженным биологическим действием обладают поля СВЧ. Установлено, что сантиметровые и миллиметровые волны поглощаются кожей и, действуя на рецепторы, оказывают рефлекторное влияние на организм. Дециметровые волны, проникая на глубину 10—15 см, могут непосредственно действовать на внутренние органы. По всей вероятности, аналогичным действием обладают волны и диапазона УВЧ. 

 

Радиоволны — электромагнитные поля радиочастот — являются частью широкого электромагнитного спектра с длиной волны от нескольких миллиметров до нескольких километров. Возникают они в результате колебания электрических зарядов. Чем выше частота колебаний электрических зарядов, тем короче длина волны. Различают короткие, ультракороткие (KB, УКВ), а также волны высокой, ультравысокой частоты (ВЧ, УВЧ). Электромагнитные волны распространяются со скоростью световых волн. Подобно звуковым, они обладают резонирующим свойством, вызывая в одинаково настроенном колебательном контуре совпадающие колебания.

Величина поля, создаваемого генераторами, характеризуется как напряженностью электрического поля, измеряемого в вольтах на метр (В/м), так и напряженностью магнитного поля — в амперах на метр (А/м). 

В качестве единицы измерения интенсивности облучения сантиметровых волн принята интенсивность, выраженная в величинах плотности потока мощности (величина энергии волн, падающей на 1 см3 поверхности тела в секунду).

Напряженность электромагнитных полей (ЭМП) в помещении зависит от мощности генератора, степени экранирования и наличия в помещении металлических покрытий и колеблется в широких пределах (10—500 Вт/м2), однако по мере удаления от источника падает. 

Механизм действия радиоволн. Изучение биологического действия радиоволн от искусственных источников было начато только после того, как радиотехника достигла определенного уровня развития. Это относится к 30-м гг. XX в. Первые же экспериментальные исследования биологического действия радиоволн были выполнены отечественным ученым  
В. Я. Данилевским спустя пять лет после изобретения А. С. Поповым радио. 
В настоящее время доказано, что поглощенная организмом электрическая энергия может вызывать как термическое, так и специфическое биологическое действие. Интенсивность последнего нарастает с увеличением мощности и длительности действия ЭМП, причем выраженность реакции в основном находится в зависимости от диапазона радиочастот, а также от индивидуальных особенностей организма. Интенсивное облучение сначала вызывает тепловой эффект. Влияние микроволн большой интенсивности связано с выделением тепла в биообъекте, что приводит к нежелательным последствиям (нагрев органов и тканей, термическое поражение и т. п.). В то же время при ЭМП ниже допустимого определяется своеобразное специфическое (нетермическое) действие, выражающееся  
в явлении возбуждения в блуждающем нерве и синапсах. При воздействии токов высокой (ТВЧ) и сверхвысокой (СВЧ) частот отмечается накопление биологического эффекта, в результате чего возникают функциональные изменения нервной и сердечно-сосудистой систем, нарушения в организме под действием различных диапазонов. Воздействие радиоволн малой интенсивности имеют также неодинаковую направленность. Экспериментально установлены особая чувствительность нервной системы, затем миокарда, наличие дистрофических изменений в семенниках и отставание в развитии животных. Микроволны при действии на организм могут проявлять дезадаптирующее действие, т. е. нарушать ранее приобретенную устойчивость к различным неблагоприятным факторам,  
а также извращать некоторые приспособительные реакции. Общей закономерностью действия ЭМП является двухфазность реакций, отражающих стимулирующее влияние на центральную нервную систему относительно малых интенсивностей и тормозящее влияние больших интенсивностей. Следовательно, механизмами изменений при действии на организм микроволн являются: непосредственное воздействие на ткани, первичное изменение функционального состояния центральной нервной системы с нарушением нейрогуморальной регуляции, рефлекторные изменения со стороны ряда органов и систем, в том числе сердечно-сосудистой. 

Клиническая картина. В зависимости от интенсивности и длительности воздействия радиоволн выделяют острые и хронические формы поражения организма. 

Острое поражение. Возникает только при авариях или грубом нарушении техники безопасности, когда работающий оказывается в мощном ЭМП. Наблюдается температурная реакция (39—40 °С); появляются одышка, ощущение ломоты в руках и ногах, мышечная слабость, головные боли, сердцебиение. Отмечаются брадикардия, гипертензия. Описаны выраженные вегетативно-сосудистые нарушения, диэнцефальные кризы, приступы пароксизмальной тахикардии, состояние тревоги, повторные носовые кровотечения.

 

Хроническое воздействие. Ведущее место в клинической картине заболевания занимают функциональные нарушения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Изменения нервной системы характеризуются наличием астенических, невротических и вегетативных реакций.

Наиболее часто больные предъявляют жалобы на общую слабость, быструю утомляемость, снижение работоспособности, расстройства сна, раздражительность, потливость, головную боль неопределенной локализации. Некоторых беспокоят боли в области сердца, иногда сжимающего характера с иррадиацией в левую руку и лопатку, одышка. Болезненные явления в области сердца чаще ощущаются к концу рабочего дня, после нервного или физического напряжения. Отдельные лица могут предъявлять жалобы на потемнение в глазах, головокружение, ослабление памяти, внимания.

При объективном исследовании нервной системы у многих больных наблюдаются неустойчивость сосудистых реакций, синюшность конечностей, потливость, стойкий, чаще красный, дермографизм, тремор век и пальцев вытянутых рук, оживление сухожильных рефлексов. Все это проявляется в виде астеновегетативного синдрома той или иной степени выраженности.

К числу наиболее характерных реакций организма на воздействие электромагнитных полей СВЧ относятся сдвиги в парасимпатической нервной системе. Они выражаются в артериальной гипотензии и тенденции к брадикардии, частота и степень выраженности которых зависят от интенсивности облучения. Одновременно может определяться малая выраженность кожно-сосудистых реакций при исследовании дермографизма, извращение вегетативно-сосудистых проб. У работающих с СВЧ-генераторами возможны нарушение терморегуляции и другие явления вегетативно-сосудистой или диэнцефальной патологии, субфебрильная температура, термоасимметрия. Нередко отмечается угнетение чувствительности кожи к ультрафиолетовым лучам. В редких случаях наблюдается диэнцефальный синдром.

В сердечно-сосудистой системе при действии радиоволн отмечают функциональные нарушения. Объективное исследование позволяет выявить увеличение границ сердца влево, приглушение тонов; нередко выслушивается систолический шум на верхушке. Как правило, у таких больных отмечаются брадикардия, артериальная гипотония. Пульс и артериальное давление отличаются неустойчивостью, нередко обнаруживается асимметрия показателей артериального давления, может наблюдаться тенденция и к артериальной гипертензии.  
Нарушения сердечно-сосудистой системы у лиц, подвергающихся воздействию СВЧ, развиваются главным образом на фоне функциональных расстройств центральной нервной системы.

Эндокринно-обменные нарушения проявляются также на фоне функциональных расстройств центральной нервной системы. Нередко отмечаются сдвиги в функциональном состоянии щитовидной железы в сторону повышения активности, причем клинические признаки, как правило, не выявляются. При выраженных формах патологии нарушается деятельность половых желез. Имеются сведения о нарушениях функции желудочно-кишечного тракта и печени. Возможны изменения функции синтеза белка и пигментов. 

Воздействие радиоволн сопровождается изменениями показателей периферической крови, причем нередко отмечаются их неустойчивость, лабильность. Сдвиги особенно часто наблюдаются при воздействии коротких и ультракоротких волн. Есть данные о повышении содержания холестерина и снижении количества хлоридов, о нарушении минерального обмена.

Микроволны при особо неблагоприятных условиях труда оказывают повреждающее действие на глаза, вызывая помутнение хрусталика — СВЧ-катаракту. Изменения могут со временем прогрессировать. Помутнение, выявленное при биомикроскопии, отмечается в виде белых точек, мелкой пыли, отдельных нитей, располагающихся в переднезаднем слое хрусталика, вблизи экватора, в отдельных случаях — в форме цепочек, бляшек и пятен. Катаракта может развиться или в результате однократного мощного облучения глаза, или при длительном систематическом воздействии микроволновой энергии порядка сотен милливатт на 1 см2.

При диагностике профессиональных заболеваний используется синдромная классификация поражений СВЧ-полем, предложенная Э. А. Дрогичиной и М. Н. Садчиковой.

Выделяют пять синдромов. 

 
1. Вегетативный. Наблюдается в начальной стадии процесса. Для него характерна направленность вегетативных и сердечно-сосудистых нарушений с повышением тонуса парасимпатической системы. 

 

2. Астенический. Нередко возникает в начальной стадии воздействия СВЧ. Относится к неспецифическим реакциям организма и проявляется головными болями, повышенной сонливостью, быстрой утомляемостью, нередко сопровождается вегетативными сдвигами.

 

3. Астеновегетативный. Выявляется обычно во II стадии процесса, когда вегетативный симптомокомплекс сочетается с более выраженными явлениями астении.

 

4. Ангиодистонический. Наблюдается в более выраженных стадиях процесса (во II и III). Характеризуется преобладанием явлений сосудистой дисфункции, при этом могут иметь место приступы резких головных болей, значительная утомляемость, нарушение сна, эмоциональная неустойчивость; на смену гипотонии и брадикардии приходит резкая лабильность пульса и артериального давления с тенденцией к гипертонии.

 

5. Диэнцефальный. Наблюдается при выраженных формах воздействия СВЧ. Для него характерны приступы, протекающие по типу кризов с головными болями, с кратковременным расстройством сознания, резкой тахикардией, бледностью кожных покровов, болями в области сердца, беспокойством, ознобом, чувством страха.

 

 

Выделяют три стадии заболевания: начальную, умеренно выраженную и выраженную. Начальная стадия — компенсированная, характеризуется легкой астенией или не резко выраженным вегетативным синдромом. При умеренно выраженной стадии наблюдается сочетание астенического синдрома с более выраженными явлениями расстройства вегетативной функции. Выраженная стадия проявляется расстройствами сосудистого тонуса и ангиодистоническими или расстройствами функции ЦНС. Нарушения нервной и сердечно-сосудистой систем во всех стадиях обычно сочетаются с изменениями кроветворения, обменными, эндокринными и другими сдвигами. Н. В. Тягин предлагает указанный симптомокомплекс называть «радиоволновая болезнь». Клинический симптомокомплекс хронического воздействия нa организм ЭМП не носит строго специфического характера, имеющиеся при этом клинические проявления могут быть обусловлены влиянием разнообразных факторов (переутомление, инфекция, неблагоприятные бытовые условия).

Поэтомy диагностика основывается на тщательном всестороннем обследовании, анализе динамики развития патологического процесса, а также на детальном изучении.