Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экспериментальная оценка дозо-временных закономерностей реакций организма на воздействие микроволновых излучений термогенных интенсивностей

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Экспериментальная оценка дозо-временных закономерностей реакций организма на воздействие микроволновых излучений термогенных интенсивностей"

На правах рукописи

КОЛГАНОВА Ольга Ивановна

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ДОЗОВРЕМЕННЫХ

ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РЕАКЦИЙ ОРГАНИЗМА НА ВОЗДЕЙСТВИЕ МИКРОВОЛНОВЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ ТЕРМОГЕННЫХ ИНТЕНСИВНОСТЕЙ

Специальность: 03.00 .01 - радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Обнинск - 2005 г.

Диссертация выполнена в ГУ - Медицинский радиологический научный центр Российской академии медицинских наук.

Научный руководитель:

кандидат медицинских наук Леонид Петрович Жаворонков Официальные оппоненты:

кандидат биологических наук Геннадий Васильевич Козьмин доктор биологических на}« Степан Евгеньевич Ульяненко

Ведущая организация :

ГНЦ РФ Институт биофизики, 123182, г .Москва ,ул .Живописная, 46.

Защита состоится «ЯУ. 200.£г.в II00 часов на заседании совета Д001П11 £)1 при ГУ Медицинском радиологическом научном центре РАМН (249036, Калужская область, г. Обнинск, ул. Королева, д. 4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ Медицинского радиологического научного центра РАМН.

Автореферат разослан . 200.&Т.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук профессор

В А. Куликов

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Развитие электромагнитных технологий привело к тому, что всё большее число людей подвергается воздействию электромагнитных излучений @МИ)сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона Микроволн).

Общепринято, что ведущим механизмом в биологической эффективности микроволн является их термогенность, то есть повышение температуры тела вследствие поглощения энергии поля в тканях. Однако неясно, является ли сдвиг теплового баланса организма обязательным условием для развития реакций с негативными последствиями, либо значение имеет и «напряжение» в функционировании механизмов терморегуляции.

Ряд климатических факторов, таких как температура среды, влажность и скорость движения воздуха,могут затруднить или облегчить рассеяние организмом излишков тепла и, соответственно, усугубить или ослабить негативные последствия СВЧ излучения. Однако до настоящего времени неясен характер комбинированного воздействия климатических факторов и СВЧ излучения - аддитивное сложение или эффект синергизма.

Физические параметры излучения {мощность излучепия,немодулиро-ванное или импульсное излучение, непрерывный или циклический режим) также могут вносить свои коррективы в эффективность облучения. Существенным моментом является возможность кумуляции эффектов при повторных облучениях.

Важное значение имеет выявление видовых особенностей реакции организма млекопитающих на микроволны, поскольку на современном уровне знаний оценка пределов допустимых доз для человека без экстраполяционно-го прогнозирования вряд ли возможна.

Все эти аспекты до настоящего времени изучены явно недостаточно. Учитывая вышеизложенное, целью настоящего исследования явилось изучение количественных закономерностей реакций организма теплокровных на тепловые и субтспловые уровни микроволн .Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить в экспериментальных условиях термогенную эффективность ЭМИ СВЧ диапазона на животных разных видов;

2. Исследовать влияние климатических факторов повышенных температуры и влажности воздуха) на устойчивость организма к воздействию ЭМИ ;

3. Провести дозопеременную оценку уровней микроволн, вызывающих реакции центральной нервной системы, как наиболее чувствительной к этому фактору системы организма;

4. Сравнить биологическую эффективность немодулированного и импульсного СВЧ излучения в непрерывных и циклических режимах ;

5. Осуществить экстраполяционную оценку теплового баланса человека при

икроклимата в

Научная новизна работы

• По ряду тестов были изучены дозо-временные закономерности биологических эффектов микроволн.

• Впервые проанализирована коррелятивная связь между интенсивностью основного обмена разных видов млекопитающих и эффектами микроволн.

• При исследовании влияния климатических факторов на устойчивость организма млекопитающих к СВЧ воздействию впервые показано наличие синергического взаимодействия повышенной температуры окружающей среды и микроволнового излучения.

• Впервые продемонстрирована возможность кумуляции эффектов от от дельных циклов СВЧ излучения при длительном циклическом импульсном воздействии.

Практическая и теоретическая значимость работы

В результате выполнения данной работы были получены научные данные, существенно восполняющие дефицит информации о биологических эффектах ЭМИ тепловых и субтепловых уровней.В экспериментах на животных показано, что такие факторы,как возможный синергизм во взаимодействии ЭМИ и повышенной температуры воздуха и цикличность облучения, могут существенно усилить негативное воздействие микроволн на организм по ряду важных показателей жизнедеятельности.

Экстраполяционные расчёты теплового баланса человека при микроволновом облучении в разных условиях микроклимата показали,что повышенные температура и влажность воздуха значительно снижают устойчивость организма человека к микроволновому облучению. Сведения об этом позволяют в случае необходимости проводить целенаправленные меры по защите профессионалов от комбинированного воздействия СВЧ излучения и климатических факторов. Кроме того, полученные в данной работе результаты позволяют оценить предельно допустимое время, которое человек в случае аварийной ситуации может провести в поле СВЧ излучения без нанесения существенного вреда здоровью.

Выявленные в результате исследований закономерности реакций млекопитающих на микроволновое воздействие будут полезны для совершенствования гигиенического нормирования ЭМИ.

Основные положения .выносимые на защиту

1. Повышенные температура и влажность воздуха оказывают крайне негативное влияние на устойчивость организма млекопитающих к микроволновому излучению. При определённых условиях возможно синергическое взаимодействие между СВЧ излучением и повышенной температурой воздуха.

2. Организация излучения может иметь существенное значение для конечной результативности СВЧ воздействия. При длительном циклическом им-

пульсном облучении возможна кумуляция эффектов отдельных циклов. Циклическое излучение, будучи менее эффективным по влиянию на выживаемость животных, по негативному воздействию на условно-рефлекторную деятельность и общую возбудимость ЦНС фтри уровнях излучения, не приводящих к смерти) может превосходить непрерывное излучение.

3. При многократном повторяемом) воздействии как смодулированного, так и циклического импульсно-модулированного СВЧ излучения,возможна кумуляция эффектов повторных облучений.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены на: ЛХСъезде по радиационным исследованиям Москва, 1997); 2-й международной конференции "Проблемы электромагнитной безопасности человека. Фундаментальные и прикладные исследования" (Москва, 1999); IV Съезде по радиационным исследованиям Москва, 2001); 3-й международной конференции "Электромагнитные поля и здоровье человека.Фундаментальные и прикладные исследования" (Москва - СанктПетербург,2002),-Международной конференции ««Сотовая связь и здоровье» (Москва, 2004); ЛГРоссийском конгрессе «Дизрегуляци-онная патология органов и систем» (Москва, 2004).

Диссертация апробирована на научной конференции экспериментального сектора МРНЦ РАМН 26 января 2005 г.

Публикации

Результаты диссертационного исследования отражены в 13 научных публикациях.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения с общей характеристикой работы, обзора литературы, методов исследований, двух глав,посвященных результатам собственных исследований, заключения, выводов, списка литературы,включающего 86 отечественных и 128 иностранных источников,и двух приложений .Объем диссертации - 195 страниц, 18 рисунков, 37 таблиц.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Эксперименты по изучению биологических эффектов ЭМИ выполнены на трех видах лабораторных животных: мышах-гибридах (СЬ7 в^х СВА)Р,, крысах породы Вистар и кроликах породы Шиншилла. Облучение животных проводили в экранированной от воздействия внешних электромагнитных полей камере ("безэховой камере").Мышей и крыс облучали в решётчатых контейнерах из оргстекла, не затрудняющих теплообмен с внешней средой. Кроликов помещали в лоток из оргстекла и сверху фиксировали хлопчатобумажной сетью .В камере при помощи внешних кондиционеров автоматически поддерживались заданные климатические условия: скорость движения воздуха

около 05 м/Ь,относительная влажность воздуха 50 или 75 % , температура воздуха 22 или 30 °С. Животных подвергали воздействию микроволн частотой 7 ГГц Сцлина волны 4 3 см) в зоне сформированной волны Ь "дальней" зоне) при Е-ориентации {длинная ось тела животного параллельна электрической составляющей поля, животное расположено левым боком к источнику излучения ). За животными во время облучения вели непрерывное теленаблюдение.

Об эффективности биологического действия ЭМИ тепловых и субтепловых уровней судили по:

- выживаемости или средней продолжительности жизни павших «под лучом» животных;

-динамике ректальной температуры животных во время и после облучения ; -увеличению теплонакопления тела животных & экспериментальных исследованиях) или изменению теплового баланса тела человека (при экстраполя-ционных расчётах);

- изменению поведенческих реакций крыс борьба за жизнь в экстремальной ситуации, выработка и закрепление условного рефлекса избегания) ; -общей возбудимости центральной нервной системы (ЦНС) по тесту продолжительности гексеналового наркозного сна мышей после облучения.

Дозиметрия: Плотность потока энергии (ППЭ, мВт£м2) измеряли с помощью прибора ГО-9 Россия). Для определения удельной мощности поглощённой дозы (УМПД,Вт¿сг),удельной поглощенной дозы (УПД, кДж/кг) и удельного сечения поглощения <р,см2^) использовали калориметрические технолоши, разработанные В Г. Петиным с соавторами (1996), погрешность метода не превышала 5% .УМПД и УПД при разных режимах воздействия рассчитывали только с учетом периода облучения. Дозиметрические показатели связаны между собой следующими соотношениями (цля импульсного излучения в данных формулах вместо ППЭ использовали среднюю ППЭ):УМПД = а -ППЭ, УПД = УМПД -с, 1 де Ь- время воздействия ЭМИ,сек. Мегод регистрации ректальной темперачуры: Ректальную температуру измеряли дистанционно с интервалом в одну минуту с помощью модифициро -ванного медицинского электротермометра ТПЭ-1М Россия). У термометра пределы измерения температуры были увеличены до 50 "С, диаметр измеряющей оливы уменьшен до 1 мм, датчик ^ензорезистор) помещен в оболочку из норакрила. В серии специальных экспериментов было установлено отсутст вие артефактов при регистрации ректальной температуры из-за наличия электромагнитного поля в зоне измерения температуры.

Методы определения Iсиловою баланса животных и человека: Интенсивность теплонакопления О , Вт/кг) тела животных определяли по приросту ректальной температуры (М/'С):<2 = (р -т -ДТ) /и где с - удельная теплоёмкость тела животных, 3 48 кДж кг 1 • °С т - масса животного, кг,-1- исследуемый промежуток времени,с. Для определения теплового баланса человека модифицировали методику, предложенную Н К. Витте 0-956).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 1. Влияние климатических факторов на эффекты микроволн

В первой серии экспериментов была изучена коррелятивная связь между уровнем основного обмена разных видов млекопитающих и их устойчивостью к воздействию микроволн тепловой интенсивности по тестам продолжительности жизни животных «под лучом» и приросту ректальной температуры. Выяснено, что в нормальных комнатных условиях кролики могут поддерживать свой температурный гомеостаз не менее трех часов при интенсивно-стях облучения,равных 05 мощности их основного обмена, крысы и мыши -05- ОБ мощности их основного обмена.При повышении интенсивности микроволн до 0 & - 15 видовой мощности основного обмена наблюдается ступенчатый рост температуры тела с длительными периодами стабилизации температуры. Дальнейшее повышение интенсивности излучения приводит к быстрому линейному росту температуры тела вплоть до гибели животных «под лучом».

Вторая серия экспериментов была посвящена изучению влияния повышенных температуры и влажности воздуха на устойчивость животных к воздействию микроволн.

Влияние влажности воздуха на эффекты микроволн исследовали по тесту продолжительности жизни крыс «под лучом». Момент гибели определяли визуально по прекращению судорог.Температура воздуха была постоянная во всех опытах - 22 °С, а относительная влажность - 50 % либо 75 % .

Таблица 1 - Влияние относительной влажности воздуха фтри фиксированной температуре воздуха 22 ± 05 °С) на продолжительность жизни крыс под "лучом".

ППЭ, мВт£м2 (УМПД,ВтЖ[) От носительная влажность воздуха,% Продолжи гельност ь жизни крыс,мин Скорость прироста ректальной температуры, °СЖшн

300 55+ 1 92± 03 034 ± 0ЯЗ

(63 Л) 73+5 95+03 089±0т

100 50 т 1 28£+ 12 032 +от

(21Д) 78+2 182 + 13 * 0Д6+ 0Д2 *

80 54 ± 1 54 2 ± 3.7 0Л.4+ 0Д2

(16.8) 78 ± 1 24В± 13 * 029+ 0.01 *

Примечание: в группах по Ь - 7 животных, * -достоверные различия между ¡руппа-ми при Р < 0Д5

При высокой интенсивности излучения модифицирующий эффект влажности не выявпястся, так как продолжительность жизни животных коротка и система терморегуляции из-за своей инерционности не успевает включиться в работу. Однако но мере снижения ППЭ отрицательное влияние повышенной влажности на устойчивость животных к СВЧ облучению становится очевидным.

Влияние повышенной температуры воздуха на эффекты ЭМИ по тесту подъёма ректальной температуры у мышей изучали при ППЭ 20,35 или 50 мВт/См2 (УМПД 7 2,12 £ или 18 Л Вт/кг), экспозиция 60 минут. При температуре воздуха 22 градуса у подопытных хрупп мышей подъём ректальной температуры отмечен при воздействии микроволн интенсивностью 50 мВт/Ш2 .При температуре воздуха 30 градусов уже при 20 мВт/См2 отмечался достоверный рост ректальной температуры у подопытных мышей.

Влияние ЭМИ на температурные реакции у крыс при нормальной и повышенной температуре воздуха исследовали при ППЭ от 10 до 80 мВт,См2 (УМПД от 21 до 16.8 Вт Дсг), у кроликов - при ППЭ от 10 до 100 мВт/Ьм2 (УМПД от 0.7 до 7 Й ВтДсг).

При анализе кривых, приведённых на рисунке 1, видно, что при микроволновом на)реве интенсивностью 80 мВт£м2 прирост температуры тела крыс за 30 минут облучения при22°С (^Т = 33 ± 02 °С) и при 30°С &Т = 45±0А°С> отличался незначительно .При снижении интенсивности облучения показатель ректальной температуры крыс при 22 °С через некоторое время выходит на плато и держится на этом уровне достаточно долго фге менее трёх часов при ППЭ 40 мВт/См2 и не менее шли часов при ППЭ 25 мВт/См2). В то же время при температуре воздуха 30 градусов идет практически линейный рост темпе ратуры тела вплоть до гибели животных ~под лучом" как при воздействии ППЭ 40 мВт/См2 ,так и при воздействии 25 мВт/См2.

К 0 30 60 90 120 Продолжительность облучения,мин.

Продолжительность облучения ,мин.

Рисунок 1 (левая панель) - Динамика микроволнового нагрева крыс при тем пера!уре воздуха 22 или 30°С.1 -ППЭ 80 мВт/См2,30 "С; 2 -ППЭ 80 мВт/См3,22 °С,-3 -ППЭ 40 мВ1 ,Ы?, 30 °С; 4 -ППЭ 40 мВт/См2,22 °С; 5 -ППЭ 25 мВт,См2,30 °С; 6 -ППЭ 25 мВт,См2,22 °С.

Рисунок 2 правая панель) - Динамика микроволнового нагрева кроликов при температуре воздуха 22 или 30 "С. 1 - ППЭ 100 мВт/См2, 30 °С; 2 - ППЭ 100 мВт/См2, 22 "С; 3 - ППЭ 30 мВт£м2, 30 °С; 4 -ППЭ 20 мВт/См2, 30 °С; 5 - ППЭ 30 мВт (См2,22 °С; 6 -ППЭ 20 мВт£м2,2? °С.

Из приведенных на рисунке 2 кривых видно, что при 100 мВт/См2 микроволновый нагрев тела кроликов идёт с одинаковой скоростью как при 22 градусах,так и при 30 градусах кривые 1 и 2).Однако при меньших интен-сивностях излучения повышение температуры воздуха до 30 °С существенно ускоряет микроволновый нагрев тела кроликов. Так, воздействие микроволн при ППЭ 20 мВт,<;м2 (УМПД 1А Вт/кг) при 22 °С в течение 5 часов приводило к минимальному приросту температуры тела кроликов (Л'Г = 04± 02"С), вто время как облучение с той же ППЭ при 30 °С вызывало быстрый рост ректальной температуры. Повышенная температура среды ускоряла нагрев тела и при ППЭ 30 мВтХ;м2 (УМПД 2.1 ВтЖг).

Столь резкая модификация нагрева тела животных позволила предположить , что имеет место синергизм. Коэффициент синергизма в нашем случае представляет собой отношение скорости прироста температуры тела при одновременном действии микроволн и повышенной температуры воздуха 00 °С)к сумме скоростей приростов температуры тела при раздельном действии данных факторов и показывает, во сколько раз эффект при комбинированном действии факторов превышает сумму эффектов, ожидаемую при независимом действии каждого фактора.

Для количественного анализа полученных закономерностей кривые прироста ректальной температуры кроликов аппроксимировали с помощью уравнений линейной регрессии (таблица 2).Так как в уравнениях регрессии коэффициент Ь отражает скорость нагрева тела (угол наклона аппроксимированных кривых), то коэффициент синергизма вычисляли по следующей формуле: к = Ьь / (Ь2 + Ь3),где Ь2 - коэффициент уравнения регрессии прироста температуры тела при воздействии микроволн на фоне повышенной (30 °С) температуры воздуха,Ъ-2 - коэффициент уравнения регрессии прироста температуры тела при воздействии микроволн на фоне нормальной (22 °С) температуры воздуха, Ь3 - коэффициент уравнения регрессии прироста температуры тела при воздейс 1вии только повышенной (30 °С) температуры воздуха.

Таблица 2 - Уравнения линейной регрессии прироста ректальной температуры кроликов и коэффициенты синергизма

ППЭ, мВтЛм2 Уравнения линейной per] рессии на1рева кроликов Коэффициент синергизма

Температура воздуха 30 "С Температура воздуха 22 °С

100 У = (82±0.7)х-01 У = (72± 03)х-02 1Л.10Л.

30 У = Q.71± 0.22)х + 024 У = (0.75+ ОЛЗб) х + ОДЗ 45± 0.1

20 У = (1.72 ± 014)х + 019 У = (0Л1 + ОМ) х-012 91 ±0.7

15 У = 0 Л.З) х + 0 Д8 У = (0Я7±0Я2)х-0Л4 63+05

10 У = (0.70 ± 0 J06) х + 0 J02 У = (0Л5+ 0Х)5)х- 0.04 5А±0А

0 У = (0 Л8 + 0 £12) х - 0 J37 - -

Примечание:У - прирост ректальной температуры,°С; х - продолжительность облучения ,час.

Из таблицы 2 и рисунка 3 видно,что при интенсивности 20 мВт£м2 коэффициент синергизма максимален,при 100 мВт£м2 - стремится к единице. Интенсивности излучения менее 10 мВт£м2 мы не использовали, но теоретические расчёты показали, что при интенсивности 1 мВт^м2 прироста температуры тела кроликов практически не будет как при 22, так и при 30 градусах и, следовательно,коэффициент синергизма будет стремиться к единице. Таким образом, полученный нами эффект подчиняется одному из основных правил синергизма: фиксированной температуре воздуха (30 °С) соответствует некая интенсивность микроволн, при которой синергизм максимален.

В аварийных ситуациях можег возникнуть необходимость проведения работ в зоне воздействия микроволн термогенных интенсивносгей.Мы провели экс! раполяционные расчеты теплового баланса человека в покое и при работе разной степени тяжести в зоне СВЧ излучения,которые показали, что повышение температуры и влажности воздуха значительно снижают устойчивость ор! анизма человека к микроволновому облучению.

Ш1Э,мВтЛм" *-ии 0 10 20 зо

ППЭ, мВт £м

Рисунок 3 (левая панель) - Зависимость коэффициента синергизма от интен -сивности СВЧ излучения при одновременном действии повышенной температуры воздуха и микроволн 7 ГГц.

Рисунок 4 (правая панель) - Предельно допустимое время пребывания человека (цо достижения прироста температуры тела ? °С) в зоне СВЧ излучения (7 ГГц) при выполнении работы категории 2 б.Скорость движения воздуха 01 мс.Сплошные линии -относительная влажность воздуха 50 % , пункт ирные -относительная влажноегь воздуха 70 % .Рядом с кривыми указана температура воздуха.

На рисунке 4 приведены кривые, показывающие, за какое время будет достигнуто предельно допустимое повышение температуры тела человека на 2 °С при выполнении работы средней степени тяжести и одновременном воздействии микроволн в разных климатических условиях.Так,при 25 °С и влажности 50 % прирост температуры тела на 2 °С при воздействии микроволн интенсивностью 20 мВт£м2 (УМПД 0 Аб ВтЖг) может быть достигнут за 192 минуты, при повышении температуры воздуха на 5 °С это время сокращается

до 57 минут. Повышенная влажность воздуха также вносит свои коррективы в возможности человека поддерживать свой температурный гомеостаз: при 25 °С и ППЭ 20 мВт/6м2 повышение влажности до 70 % приводит к уменьшению времени пребывания до 63 минут против 192 минут при 50% влажности .Видно, что по мере увеличения интенсивности излучения модифицирующее влияние температуры и влажности уменьшается (кривые стремятся к одной точке).

2. Сравнительная оценка влияния циклических и непрерывных режимов генерации микроволн на выживаемость животных и динамику ректальной температуры

Исследования, которые описаны выше, были проведены при использовании только немодулированного ЭМИ непрерывной генерации. Представляло интерес оценить, как повлияет на реакции животных изменение режимов генерации микроволн. Применяли четыре варианта воздействия непрерывный немодулированный режим генерации поля (НН-режим,несущая частота { = 7 ГГц); импульсно-модулированный режим без пауз ¡И-режим,частота посылок импульсов 400 Гц, длительность импульса 0й мс);циклический немодулированный (НЦ-режим) и циклический импульсно-модулированный (ИЦ-режим) режимы (периоды облучения по 5 минут чередовали с паузами по 4 минуты, т с. цикл равнялся 9 минутам).

Сначала сравнили влияние микроволн в непрерывных и циклических режимах на выживаемость животных, как интегральную реакцию всего организма . Оказалось, что ПН-режим и И-режим практически не различаются между собой по этому показателю, но значительно эффективнее циклических. Так, мыши при средней интенсивности излучения 70 мВт£м2 (УМГЩ 252 Вт/кг), при воздействии как немодулированного непрерывного, так и импульсного без пауз жили 50 -55 минут,а при воздействии импульсного циклического -более трёх часов. Крысы при облучении со средней ППЭ 135 мВт ,6м2 (УМПД 284 Вт/кг) в НН-режиме погибали "под лучом" через 255 ± 0.6 мин, при облучении в И-режиме -через 19 3 ± 03 мин, а при облучении в циклических режимах около 80 % крыс жили более часа.

Затем проследили динамику ректальной температуры у крыс при разных вариантах облучения рисунки 5 и 6).Видно,что при облучении в непрерывных режимах,как немодулированном,так и импульсном,характер прироста температуры тела крыс практически одинаков: ректальная температура у крыс к концу облучения при ППЭ 135 мВт£м2 (экспозиция 10 минут,УПД 15 кДжЖг) составила в НН-режиме 42 3 ± 0 2 °С, в И-режиме - 42 А ± 01 °С, при 100 мВт/Ьм2 (экспозиция 20 минут,УПД 252 кДж/кг) - 43.6 + 05 °С и 42 3 ± 0 5 °С, соответственно.

При циклическом воздействии были обнаружены различия в динамике температурных кривых.-импульсное циклическое облучение (ИЦ-режим) приводит к значительно большему размаху колебаний ректальной температуры при циклах облучение-пауза, чем немодулированное циклическое. Особенно

это заметно при меньшей интенсивности СВЧ облучения и большем количестве циклов: температурная кривая при ИЦ-режиме похожа на пилу кривая 4).

Рисунок 5 (левая панель) -Влияние немодулированною непрерывного (НН-режим) и импульсЕю-модулированного без пауз £И-режим) режимов микроволн на динамику ректальной температуры крыс. 1 - НН-режим, ППЭ 135 мВт/См2; 2 -И-режим, средняя ППЭ 135 мВт/См2; 3 - НН-режим,ППЭ 100 мВт/См?;2 -И-режим,средняя ППЭ 100 мВт/См2.

Рисунок 6 правая панель) - Влияние немодулированного циклического (НЦ-режим) и импульсно-модулированного циклического (ИЦ режим) режимов микроволн на динамику ректальной температуры крыс. Вертикальными линиями обозначены границы циклов. 1 - НЦ-режим, ППЭ 135 мВт/См2; 2 - ГОД-режим, средняя ППЭ 135 мВт/См2;3 -НЦ-режим, ППЭ 100 мВт/См2; 2 -ИЦ режим, средняя ППЭ 100 мВт/См2.

Мы предположили, что, во-первых, при длительном облучении циклический режим может оказать «изматывающее» действие на организм из-за многокрашого включения и выключения системы терморегуляции во время циклов облучение-пауза, и, во-вторых, может появиться кумуляция эффектов отдельных циклов.Для более пристального изучения мы выбрали импульсный циклический режим, так как сочли, что ИЦ-режим будет тяжелее переноситься организмом из-за большей нагрузки на систему терморегуляции даже при отсутствии результирующего повышения температуры тела и, как следствие, может более негативно отразиться на поведении животных,чем другие варианты воздействия.

Дальнейшее сравнение непрерывного и циклического режимов проводили при тестировании реакций центральной нервной системы (ЦНС), как наиболее чувствительной к действию микроволн системе организма.

3 .Влияние тепловых и субтепловых уровней микроволн в непрерывном и циклическом режимах на когнитивные функции мозга крыс

Сначала на модели поведения крыс в экстремальной ситуации борьба за жизнь) (Павлова Л Н.и др., 1999) изучили влияние кратковремен-

Рч

0 5 10 15 20 Время, мин.

0 9 18 27 36 Время, мин

ного воздействия, сводящего к минимуму возможность кумуляции эффектов отдельных циклов.Крыс опускали в прозрачный цилиндр без дна,помещенный в широкий сосуд с водой. Оказавшись в «безвыходной» ситуации fpыход вверх невозможен),животное в среднем в течение 20-30 секунд ищет решение, и избавляется из «плена», подныривая под нижний край цилиндра и выплывая во внешний сосуд с полкой для сидения чуть выше уровня воды. Поскольку с эгой ситуацией животное встречается впервые, решение задачи определяется сложным взаимодействием психофизиологических механизмов .Тестирование проводили через 1-2 минуты после окончания истинного или «ложного» контроль ) облучения. Нереализованная возможность избавления в течение 3-х минут расценивалась как неспособность к решению задачи, вызванная расстройством психофизиологических функций.

Применяли три варианта воздействия: 1) НН-режим - непрерывный смодулированный режим генерации поля Несущая частота 7 ГГц,экспозиция 10 минут); 2)И-режим -импульсно-модулированный режим без пауз Частота посылок импульсов 400 Гц, длительность импульса 01 мс, экспозиция 10 минут); 3)ИЦ-режим -циклический импульсно-модулированный режим (2 цикла «5 минут облучение + 4 минуты пауза», «чистое» время облучения 10 минут).

Анализ полученных данных свидетельствует о затруднении решения задачи облученными крысами в экстремальной ситуации,вследствие чего увеличивается число животных,не способных решить задачу на избавление в течение 3-х минут. При этом выявляется определенная зависимость эффекта от мощности и дозы микроволнового воздействия. Для животных, облученных как в НН-режиме, так и в И-режиме, пороговая ППЭ для острого облучения по данному поведенческому тесту составляет около 100 мВт,См2 (УМПД 21 ВтЛег, УПД 12 £ кДжЛкг). При этой же ППЭ ИЦ-режим аналогичного психотропного эффекта не оказывает.Для уточнения надёжности полученных результатов мы сравнили данные подопытных групп с группой объединённого контроля fa = 47). Мы сочли .что результаты решения задачи контрольными труппами, полученные в трёх различных сессиях, можно суммировать, так как эти результаты хорошо воспроизводятся. В этом случае различия между контрольной группой крыс и группами, подвергнутыми воздействию НН-режима и И-режима при ППЭ 100 мВт£м2, становятся высоко достоверными fc2= 4.60, Ртмф= 0Д18 и %2- 5£1, Ртмф=ОЙ13, соответственно), однако разница между контролем и группой, облученной в циклическом режиме, остается недостоверной .

С увеличением ППЭ влияние микроволн в НН-режиме и И-режиме по критерию подавления реакции избавления нарастает,а при ППЭ = 135 мВт£м2 впервые регистрируется эффект при циклическом импульсном режиме («смодулированный циклический режим не исследовали).

Таблица 3 .Влияние разных режимов СВЧ воздействия (экспозиция 10 минут) на решение задачи крысами в экстремальной ситуации_

ППЭ, мВт/См2 УМПД, Вт/кг Вариант воздействия Общее число животных Решили задачу х2 Р (ГМФ)

Немодулированное воздействие

0 0 Ложное 18 17

100 21 а Непрерывное 16 11 2 28 0Л58

135 28 А Непрерывное 12 4 10 Й6* 0Я003*

Импульсно -модулированное воздействие

0 0 Ложное 18 17

100 21Л Без пауз 10 6 312 0Л38*

]00 21Я Циклическое 9 7 - -

0 0 Ложное 11 10

135 284 Без пауз 9 1 9.72* 0Д006*

135 284 Циклическое 9 3 430* 0Л05*

Примечание: * -достоверные различия с контролем,%г - непараметрический критерий хи-квадрат,ТМФ - точный метод Фишера.

Таким образом, на основании данных о влиянии различных режимов ЭМИ на поведение крыс в экстремальной ситуации можно сделать вывод, что по данному тесту при одинаковых средних ППЭ непрерывное немодулированное и импульсномодулированное без пауз кратковременное воздействие по эффективности примерно равны между собой, но значительно эффективнее импульсного циклического.

При нормировании того или иного воздействующего фактора важно подобрать те тесты и методики, которые отражают максимальную чувствительность к фактору. С другой стороны, некоторые тесты позволяют определить границы переносимости данного фактора, позволяющие в экстремальной или аварийной ситуации сохранять дееспособность .Таким тестом в наших условиях явилась методика «избавления из плена». Поскольку мы предположили, что методика «избавления из плена» из-за высокого уровня мотивации поведения крыс (эорьба за жизнь) недостаточно чувствительна для определения минимальных уровней ЭМИ, способных вызвать нарушения в поведении живот ных, в дальнейших исследованиях мы использовали метод выработки и воспроизведения условно! о рефлекса избегания (УРИ) у крыс.

Использовали непрерывный смодулированный (НН-режим) и импульсный циклический (ИЦ-режим) режимы воздействия. Параметры НН режима: несущая частота 7 Г'Гц, ППЭ 10, 30 или 50 мВт£м2 (УМПД 21, 63 или 105 Вт/кг). Облучение производили или однократно (экспозиция 30, 60 или 180 мипут), или многократно (5 дней подряд, по 60 или 180 минут в день). Параметры ИЦ-режима: несущая частота 7 ГГц, длительность импульса 100 мке, средняя ППЭ 10 или 20 мВт£м2 (УМПД 21 или 42 ВтЖг). Экспозиция составляла 10 или 20 циклов «-5 минут облучение - 4 минуты пауза» («чистое»

время облучения 50 или 100 минут, общее время воздействия 90 или 180 минут ). Крыс облучали либо в течение одного дня, либо в течение пяти дней подряд по 10 или 20 циклов в день.

Условно-рефлекторную деятельность (УРД) крыс тестировали в трехка-нальной челночной камере (Навакатикян М А., 1992) при следующей последовательности сигналов:свет + звук (условный сигнал) - 4 с,болевое электрокожное раздражение (Безусловный сигнал) - с 4 по 12 с,пауза - 20 с.За один сеанс крысам предъявляли по 50 сочетаний условного и безусловного раздражителей . При анализе выработки и воспроизведения УРИ использовали ряд

• показателей, характеризующих конечную результативность ^нтегративные критерии) либо характеризующих скорость обучения Динамические критерии). Интегративные критерии: 1) число нанесенных током ударов до регист-

* рации первого УРИ - лаг-фаза обучения; 2) общее число УРИ за сессию; 3) количество перебежек в другой отсек после удара током; 4) число отказов Отсутствие перебежек даже на электрокожное подкрепление); 5) наличие крыс, имеющих серии из пяти и более УРИ по/бд критерий оценки состояния консолидации памятного следа); б) среднее по группе значение латентного периода УРИ или перебежки.Динамические критерии основаны на оценке параметров уравнений линейной регрессии, отражающих нарастание частоты избеганий в процессе обучения; с их помощью оценивали динамику количества УРИ в процентах к максимально возможному за интервал в десять попыток с шагом в пять попыток индивидуально по каждой крысе и в целом по группе. При многократных испытаниях регрессионный анализ позволяет количественно оценить различия в скорости обучения крыс и уровне сохранности навыка к началу следующего испытания.

Порядковый номер шага Порядковый номер шага

Рисунок 7 (левая панель) - Влияние однократного воздействия микроволн в НН-режиме на выработку УРИ Несущая частота 7 ГТц,ППЭ 50 mBtím',УМПД 10S ВтЖг, экспозиция 60 минут, УПД 37В кДж/kr). Тестирование через 24 часа после окончания облучения .К - контрольная группа крыс -О - подопытная группа крыс. Рисунок 8 правая панель) - Влияние пятикратного облучения в НН-режиме Несущая частота 7 ГТц,ППЭ 10 мВт£м2,УМПД 2 Л. ВгАг, 60 минуг в сутки, 5 суток,суммарная УПД 37 S кДжДсг) .Тестирование через 24 часа после окончания облучения.

В первых сериях опытов мы изучили влияние смодулированного непрерывного ЭМИ на выработку и воспроизведение УРИ. Оказалось, что достоверные нарушения УРД крыс при однократном воздействии начинаю г регистрироваться при ППЭ 30 мВт,См2 Экспозиция 60 минут, УПД 22.7 кДж/fcr). Удлинение экспозиции до 180 минут (УПД 68 кДжЖг) не приводило к значительному усилению эффекта.Вероятно,в период выхода температуры тела на плато . рис. 1), го есть работы системы терморегуляции на относительно стабильном уровне,и ЦНС в этот период также начинает проявлять некоторую устойчивость к воздействию ЭМИ .Эффект обучения транзиторен - через семь суток после воздействия показатели УРД облученных крыс приходят в норму.

Повышение интенсивности излучения до 50 мВт/См2 (экспозиция 60 минут, прирост температуры тела на 2 5 - 3 О "С) вызывало выраженные нарушения выработки УРИ как сразу после облучения, так и через сутки после воздействия $зис.7). Однако даже столь явное расстройство когнитивных функций M03ia оказалось нестойким-, через семь суток после облучения все показатели контрольных и подопытных групп сблизились фэис .9).

Важное значение имеет выявление условий, при которых нарушения поведения возникают в результате кумуляции эффектов при многократных (повторяющихся) воздействиях. Мы выяснили, что однократное воздействие микроволн в НН режиме при ППЭ 10 мВт£м? в течение 1-3 часов (УПД 7 £ - 22 J кДж/ki ) не вызывало прироста температуры тела и не приводило к нарушению УРД крыс.

100-

р

НО-

о 60-

с

о к 40-

К

ft 20-

dP О-*

0 2 4 6 8 10 Порядковый номер шага

2 4 6 8 10 Порядковый номер шага

Рисунок 9 (гевая панель) - Динамика нарастания % УРИ в процессе тестирования крыс после воздействия микроволн в НН-режиме интенсивностью 50 мВт /См2 в течение 60 минут (УПД 37 В кДж,(а ) через 7 суток после окончания облучения. Рисунок 10 (правая панель) - Динамика нарастания % УРИ крыс после воздействия 20 циклов ИЦ режима ЭМИ средней ишенсивностыо 30 мНт£му (УПД 12£ кДжЛег) в процессе тестирования через 10 суток после окончания облучения. К - контрольная группа животных .О - подопытная группа животных.

Облучение микроволнами 10 мВт/См в течение 5 дней подряд по 1 часу в день (УМПД 21 ВтЖг, суммарная УПД 37 8 кДжЖг, прирост температуры

тела к концу последнего сеанса 0.7-08 °С) приводило к достоверному угнетению УРД крыс при тестировании как сразу после окончания последнего сеанса, так и через сутки после воздействия {жеВ). Увеличение суммарной УПД до 113, 4 кДж/kr за счбт удлинения ежедневной экспозиции до 180 минут не усиливало негативное воздействие микроволн на выработку УРИ. Эффект микроволн оказался недолговечен - через семь суток после воздействия показатели опытных и контрольных групп различались незначительно.

При исследовании влияния циклического облучения на выработку и воспроизведение УРИ мы предположили,что если циклический вариант облучения может приводить к кумуляции эффектов отдельных циклов, то результат кумуляции может быть обнаружен при однократном, но достаточно длительном, воздействии импульсного циклического ЭМИ со средней ППЭ 10 мВт^м2, не вызывающей нарушений УРД крыс при однократном воздействии ЭМИ в НН-режиме .Действительно,небольшое угнетение УРД было отмечено при воздействии 10 циклов "5 минут облучение -4 минуты пауза" (УМПД 21 ВтАт, УПД 63 кДжЖг), а удлинение экспозиции до 20 циклов (УПД 12 £ кДж/kr) приводило к ярко выраженному тормозному эффекту. Следует отметить, что в противоположность эффекту НН-режима, при воздействии ИЦ-режима наблюдалось длительное, до месяца, сохранение последействия |шс. 10). Для эффекта имела значение не только длительность экспозиции, но и мощность излучения: повышение средней интенсивности излучения до 20 мВт/См2 приводило к усилению тормозного эффекта.

Было интересно выяснить, может ли при циклическом облучении кумуляция эффектов отдельных циклов суммироваться с кумуляцией повторных облучений. В течение пяти суток крыс облучали ЭМИ по 10 циклов в сутки при средней ППЭ 10 мВт£м2. Эффект кумуляции повторных облучений присутствовал, что было видно по удлинению лаг-фазы обучения, достоверному увеличению количества отказов от перебежек, снижению общего количества перебежек и, особенно, числа быстрых перебежек. Однако торможение условно-рефлекторной деятельности не было прямо пропорционально возрастанию поглощенной дозы.

4.Реакции мышей на наркотическое вещество ^-ексенал) после непрерывного и циклического СВЧ облучения

На модели выработки условного рефлекса избегания у крыс при воздействии длительного циклического импульсного облучения мы показали, что возможна кумуляция эффектов отдельных циклов. Для дополнительной проверки этого факта был применен другой подход. Апробация в нашей лаборатории различных нейрофармакологичсских подходов в качестве экспресс-методов для выявления эффектов микроволн показала, что одним из наиболее простых и достаточно хорошо воспроизводимых тестов является наркотический гексеналовый тест на мышах (Матрёнина и др., 1997).

На данной модели была проведена сравнительная оценка реакции мышей на наркотическое вещество при облучении микроволнами в непрерывном и циклическом режимах в зависимости от длительности экспозиции.

Применяли три варианта воздействия: 1) непрерывный немодулирован ный режим генерации поля Иссушая частота 7 ГГц), 2) импульсно-модулированнъш режим без пауз Частота модуляции 400 Гц, длительность импульса 100 мке), 3) циклический импульсно-модулированный режим (циклы облучения по 5 минут чередовали с паузами по 4 минуты). Использовали среднюю ППЭ от 1 до 135 мВт£м2 (УМПД от 036 до 48.6 Вт/кг ) при разном времени облучения.

Об изменении реактивности ЦНС под влиянием микроволн судили по изменению длительности наркозного сна рокового положения). Гексенал (70 мгЖг> вводили внутрибрюшинно в виде водного раствора через 2-3 минуты после окончания облучения .Дозу гсксенала подобрали с таким расчетом, чтобы, во-первых, все контрольные животные принимали боковое положение и, по вторых, продолжительность наркозного сна была не слишком велика.

Рисунок 11 (левая панель) - Продолжительность гексеналового наркозного сна у мышей при разной экспозиции непрерывного немодулированного СВЧ воздействия. 1 -продолжительность облучения 10 минут; 2 - продолжи]ельность облучения 20 минут. Рисунок 12 правая панель) - Длительность гексеналового наркозного сна у мышей при разной организации и мощности СВЧ излучения. 1 воздействие 10 циклов импульсного излучения (»чистое»время облучения 50 минут,общее время воздействия 90 минут); 2 - воздействие 60 минут непрерывного немодулированного излучения.

Данные о влиянии однократного непрерывного немодулированного воздействия ЭМИ в зависимости от ППЭ и времени воздействия представлены на рисункс 11. У контрольных мышей разброс индивидуальной чувствительности не превышал ± 30 % 4три средней продолжительности бокового положения 30 минут). Микроволны изменяли длительность наркозного сна у мышей.

В таблице 4 приведены данные о сравнительной эффективности кратковременного воздействия ЭМИ с различной организацией излучения.

Таблица 4 -Продолжительность гексеналового наркозного сна после однократного кратковременного СВЧ воздействия с разной организацией излучения

Режим воздействия Средняя ППЭ, мВт/См2 (УМПД, Вт Лег)

50 (18) 75 (27) 100 (36) 135 (486)

Непрерывный немодулированный, 10 минут К (20) 35А + 15 К (24) 31.7 + 1£ К (12) 24£>± 03

О 0.8) 343 + 21 О (24) 462 + 25* О 02) 543 + 43 *

Импульсный без пауз, 10 минут К (24) 35 £ + 16 К (24) 28 £>±1.7 К (24) 34.0 + 13

О СО) 34Я+ 1.6 О (22) 37 0 ± 15 * О (24) 443 + 13*

Импульсный циклический 6-4-5) К 0.2) 341 + 2-4 К 0-2) 354 + 23 К 0-2) 26В+12

О 0.2) 314 + 1.7 О (12) 37.7 ± 2 Л О 0.2) 47.7 ± 3 5 *

Примечание: * -достоверные различия по сравнению с контролем (Р < 0.05),в скобках указано количество животных в группе.

У становлено, что при кратковременном воздействии НН-режим и И-режим практически равноэффективны по критерию продолжительности наркотического сна.В то же время циклический режим значительно менее эффективен -Порог действия режимов без пауз при Ю^ги минутном воздействии лежит между 50 и 75 мВт/См2, тогда как реакция на циклический режим отмечается только при 135 мВт/См2.

Однако при переходе к длительному воздействию выясняется рисунок 12),что циклический импульсный режим по критерию продолжительности наркозного сна мышей значительно превосходит по своей эффективности непрерывный немодулированный режим. Так, при воздействии циклического режима в течение 10 циклов («чистое» время облучения 50 минут,общее время воздействия 90 минут) достоверное удлинение продолжительности бокового положения отмечается при средней ППЭ 5 мВт/См2 (УМПД 12 Вт Аг, У ИД 5 А кДж/кг), тогда как для вызова равного эффекта при непрерывном немоду-лированном воздействии требуется мощность излучения в несколько раз больше |эис 12).С нашей точки зрения,при такой организации циклического излучения (цикл «5 минут облучение - 4 минуты пауза») происходит кумуляция эффектов от отдельных циклов.

Нервную систему внолне определённо можно считать точкой приложения действия циклического ЭМИ, так как нами показано, что при длите ль-

ном воздействии циклическое ЭМИ в большей степени, чем непрерывное,нарушает условно рефлекторную деятельность крыс и влияет на продолжительность наркозного сна у мышей.

Выводы:

1.По критерию прироста температуры тела у млекопитающих выявлены единообразные типы реакций на воздействие острого немодулированного СВЧ облучения в зависимости от его мощности. Установлено, что при уровнях ЭМИ, составляющих для разных видов животных около 0 5 - 0 & мощности их основного обмена, длительное время сохраняется изотермия тела в неослож-ненных условиях внешней среды. При интенсивностях излучения превышающих мощность основного обмена примерно в полтора раза, происходит характерный "ступенчатый" нагрев тела с периодами стабилизации температуры. Дальнейшее повышение мощности ЭМИ приводит к быстрому, практически линейному, росту температуры тела вплоть до гибели животных.

2.Повышение температуры и влажности воздуха резко снижает терморегуля-торную устойчивость животных к СВЧ облучению. Впервые чётко продемонстрировано наличие синергического взаимодействия микроволн и повышенной температуры внешней среды (30 °С). Показано, что этот эффект подчиняется одному из основных правил синергизма: фиксированной температуре воздуха соответствует некая интенсивность ЭМИ,при которой синергизм максимален . У кроликов наибольший коэффициент синергизма к = 9 отмечен при ППЭ 20 мВт£м2.

3. Экстраполяционные расчеты предельно допустимого времени пребывания и работы человека в зоне СВЧ излучения подтвердили вывод о крайне негативном влиянии повышенной температуры и влажности на возможности поддержания теплового гомсостаза организма.

4. Установлено, что нарушение функционального состояния ЦНС при воздей-схвии микроволн выявляется при мощностях излучения на уровне 01-02 интенсивности основного обмена/при многократных {повшряющихся) воздействиях как непрерывного немодулированного ЭМИ, так и циклического им-пульсно-модулированного излучения, возможна кумуляция эффектов повторяющихся облучений.

5. Выявлена сложная реакция организма животных на импульсное циклическое воздействие £ примерно равной в цикле длительностью времени облучения и паузы): при мощное 1ях излучения, не вызывающих значительного нарушения теплового баланса организма,по ряду реакций ЦНС импульсное циклическое воздействие оказывает более выраженный негативный эффект, чем непрерывное смодулированное; в то же время по такому интегральному показателю, как продолжительность жизни "под лучом", импульсное циклическое воздействие менее эффективно, чем соответствующее непрерывное немо-дулированное или импульсное без пауз с такой же средней ППЭ. Впервые продемонсфирована возможность кумуляции эффектов отдельных циклов облучения.

б. Показано, что такие факторы, как возможный синергизм во взаимодействии ЭМИ и повышенной температуры воздуха и цикличность облучения, могут существенно усилить негативное воздействие микроволн на организм но ряду важных показателей жизнедеятельности. Эти обстоятельства желательно учитывать при гигиеническом нормировании.

Список основных работ,опубликованных по теме диссертации:

1. Матрёнина В Л., Жаворонков Л П., Колганова О ИПосадская В М. Анализ нейротропной эффективности ЭМИ СВЧ при помощи фармакологических анализаторов. /Тезисы 3-го съезда по радиационным исследованиям .Пущино, 1997 .Т. 3 .С. 70-71.

2. Колганова О И., Жаворонков Л ЛДрозд АЛ., Баранов В Д., Глушакова ВС., Панфёрова ТА. Экспериментальная оценка термогенных уровней острого микроволнового облучения для животных разных видов. /Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. Т АО, № 6. С. 696-701.

3. Колганова О И., Жаворонков Л Л., Петин В Г., Дрозд АЛ., Глушакова ВС.,Панфёрова Т А.Термокомпенсаторные реакции кроликов в ответ на микроволновое облучение при различных температурах окружающей среды. /Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. Т. 41, № б. С. 712717.

4. Жаворонков Л Л., Колганова О И., Дубовик Б В., Матрёнина В Л., Посадская В М .Влияние микроволнового облучения на условно -рефлекторную деятельность крыс. /Радиационная биология. Радиоэколошя. 2003. Т. 43, №1. С:75-81.

5. Павлова Л Л., Колганова О И., Дубовик Б В., Жаворонков Л П., Глушакова В С. Сравнительная оценка влияния микроволнового облучения в непрерывном и циклическом режимах на поведение крыс в экстремальной ситуации. / Радиационная биология. Радиоэкология. 2003. Т. 43, №5. С £01-605.

6. Колганова О И., Жаворонков Л Л., Матрёнина В Л., Посадская ВМ. Влияние микроволнового облучения при повышенной температуре воздуха на термокомпенсаторные реакции мелких лабораторных животных. / Радиационная биология .Радиоэкология .2003 .Т .43,№ £.С £78-681.

7. Колганова О И., Павлова Л Л., Жаворонков Л ЛГлушакова В С. Влияние циклического импульсного микроволнового облучения в непрерывном и циклическом режимах на условно-рефлекторную деятельность крыс. / Радиационная биология. Радиоэкология. 2004. Т. 44, № А. С 585590.

8. Колганова О И. Влияние относительной влажности воздуха на устойчивость организма к острому СВЧ облучению. /Сб. "Ежегодник Российского Национального Комитета по защите от неионизирующих излучений -2003 " .М .: Изд-во АЛЛАНА, 2004. С. 212-214.

Отпечатано в тино1рафни ОГИЦ-полиграфия г Обнинск, ул Гурьянова 21,оф 205 Бумага -офсетная 80 г А«2. Отпечатано на рнзо1рафе. Формат - 60x84Д6 .Объем -1/4 уел л л. Дата изготовления - 251105 г. Тираж -110 шт.

¥25*28

РЫБ Русский фонд

2006-4 28058

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Колганова, Ольга Ивановна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ГЛАВА I. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1 ЭМИ как фактор окружающей среды

1.1.1 Основные биофизические механизмы действия ЭМП на живые системы.

1.1.2 Особенности механизмов воздействия модулированных

ЭМП на организм животных и человека.

1.2 Дозиметрия.

1.3 Закономерности повреждающего действия СВЧ поля на организм человека и животных

1.4 Факторы, влияющие на результаты воздействия ЭМИ на организм животных и человека.

1.4.1 Влияние климатических факторов на тепловой обмен человека и животных.

1.4.2 Роль факторов внешней среды в модификации эффектов микроволн

1.4.3 Роль геометрии облучения в эффектах ЭМИ.

1.4.4 Роль организации поля как модификатора эффектов ЭМИ.

1.4.5 Комбинированное действие биологически активных веществ и микроволн.

1.5 Действие ЭМИ на нервную систему.

1.6 Способы экстраполяции данных с животных на человека.

1.7 Состояние санитарно-гигиенического нормирования ЭМИ в разных странах. Принципы нормирования

2 ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты воздействия.

2.2 ЭМИ: некоторые характеристики

2.3 Аппаратура и условия облучения.

2.4 Регистрация физиологических показателей

2.4.1 Регистрация частоты дыхания.

2.4.2 Регистрация ректальной температуры.

2.5 Дозиметрия.

2.5.1 Термография.

2.5.2 Определение величин удельного сечения взаимодействия и коэффициентов теплорассеяния с помощью измерения ректальной температуры.

2.5.3 Калориметрические измерения.

2.6 Определение теплового баланса тела животных и человека

2.6.1 Определение теплового баланса человека.

2.6.2 Определение теплового баланса тела животных.

2.7 Статистическая обработка результатов исследования.

3 ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ ОРГАНИЗМА К ТЕРМОГЕННОМУ ДЕЙСТВИЮ МИКРОВОЛН.

3.1 Роль геометрий облучения.

3.1.1 Влияние ориентации животных в ЭМП на продолжительность жизни "под лучом"

3.1.2 Влияние способа фиксации на выживаемость животных под лучом»

3.2 Экспериментальная оценка термогенных уровней острого микроволнового облучения для животных разных видов

3.3 Влияние климатических факторов (влажность и температура воздуха) на эффекты ЭМИ СВЧ.

3.3.1 Влияние микроволнового облучения при повышенной температуре воздуха на термокомпенсаторные реакции лабораторных животных.

3.3.2 Влияние относительной влажности воздуха на устойчивость # организма к острому СВЧ облучению.

3.4 Экстраполяционная оценка теплового состояния человека при СВЧ облучении в комфортных и осложнённых условиях микроклимата.

3.5 Сравнительная оценка влияния микроволнового излучения в непрерывном и циклическом режимах на динамику ректальной температуры и выживаемость крыс.

4 ГЛАВА 4. РЕАКЦИИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ НА

ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭМИ СВЧ ДИАПАЗОНА.

4.1 Сравнительная оценка влияния микроволнового излучения в непрерывном и циклическом режимах на поведение крыс в экстремальной ситуации.

4.2 Влияние микроволнового облучения на условно-рефлекторную деятельность крыс.

4.2.1 Влияние непрерывного немодулированного СВЧ излучения на условно-рефлекторную деятельность крыс.

4.2.2 Влияние циклического импульсного микроволнового облучения на условно-рефлекторную деятельность крыс.

4.3 Особенности действия на нервную систему фармакологических анализаторов (на примере гексенала) после непрерывного и циклического СВЧ облучения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экспериментальная оценка дозо-временных закономерностей реакций организма на воздействие микроволновых излучений термогенных интенсивностей"

Актуальность проблемы.

Развитие электроэнергетики, электромагнитных технологий в промышленности, электронных бытовых приборов, радио- и телевизионной техники привело к тому, что всё большее число людей подвергается воздействию электромагнитных излучений (ЭМИ). В последние десятилетия ЭМИ сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона (микроволны) стали существенным фактором окружающей среды.

Отсутствие до настоящего времени должной ясности по ряду вопросов патогенеза повреждающего биологического действия микроволн привело к тому, что в разных странах имеются существенные различия (в 10 - 100 раз) в действующих гигиенических нормативах (Lin, 2000; Chou, 2003). В частности, нельзя считать твёрдо установленным, какие реакции организма или его важнейших функциональных систем на СВЧ излучение являются значимыми с нормативно-гигиенических позиций. Не вполне ясно, следует ли считать потенциально вредными пороговые уровни ЭМИ, при которых регистрируются минимальные реакции наиболее чувствительных к этому фактору систем, или же в расчёт следует принимать только такие интенсивности ЭМИ, при которых реакции выходят за пределы либо физиологической нормы, либо за границы компенсаторных возможностей системы.

В гигиеническом нормировании ЭМИ главное внимание традиционно уделяется установлению максимальных интенсивностей, не вызывающих нарушений жизнедеятельности. Однако существует категория работников (обслуживающий персонал СВЧ-установок), которые подвергаются реальному риску переоблучения. Обстановка может потребовать нахождения человека в зоне действия интенсивных ЭМИ, например, во время аварии и необходимости исправления повреждений. Однако даже для ограниченного круга возможных реальных ситуаций необходимо иметь представление о переносимости интенсивных ЭМИ, о дозо-временных закономерностях действия ЭМИ и о максимальном промежутке времени, который имеется в распоряжении человека без нанесения существенного вреда здоровью. Иными словами, изучение закономерностей и количественных характеристик воздействий, вызывающих нарушения жизнедеятельности организма, также относится к самым важным в практическом отношении аспектам разноплановой проблемы нормирования ЭМП. Такие аспекты к настоящему времени изучены явно недостаточно, хотя все сказанное выше подтверждает актуальность работ в этом направлении.

Постановка целей и задач.

Общепринято, что ведущим фактором в биологической эффективности ЭМИ является его термогенность, то есть повышение температуры вследствие поглощения энергии поля в тканях и, как следствие, нарушение теплового го-меостаза. Однако не ясно, является ли сдвиг теплового баланса организма обязательным условием для развития реакций с негативными последствиями, либо нормативно-гигиеническое значение имеет и «напряжение» в функционировании механизмов терморегуляции. Поскольку организмы теплокровных располагают компенсаторными возможностями для поддержания теплового гомеостаза, весьма важным представляется оценить степень термогенности уровней ЭМИ, вызывающих пороговые реакции чувствительных к данному фактору систем.

Ряд климатических факторов, таких как температура среды, влажность и скорость движения воздуха, могут затруднить или облегчить рассеяние организмом излишков тепла и, соответственно, усугубить или ослабить негативные последствия СВЧ-излучения. Однако до настоящего времени неясен характер комбинированного воздействия климатических факторов и СВЧ-излучения - аддитивное сложение или эффект синергизма.

Физические параметры излучения (мощность излучения, смодулированное или импульсное излучение, непрерывный или циклический режим) также могут вносить свои коррективы в эффективность облучения. Существенным моментом является возможность кумуляции эффектов при повторных облучениях.

Вопросу значимости в эффективности ЭМИ цикличности излучения мы уделили особое внимание, так как до настоящего времени для случаев облучения от устройств с перемещающейся диаграммой излучения (вращающиеся и сканирующие антенны) с частотой вращения не более 1 Гц при установлении ПДУ вводится коэффициент снижения биологической активности воздействия К = 10 (СанПин 2.2.4.1191-03, п.3.3.6) и, соответственно, ПДУ становится в 10 раз больше. Однако в предварительных поисковых исследованиях нами было выяснено, что по ряду тестов циклическое облучение может быть не менее эффективным, чем непрерывное.

Важное значение имеет выявление видовых особенностей реакции организма теплокровных на ЭМИ СВЧ, поскольку на современном уровне знаний гигиеническая оценка пределов допустимых доз для человека без экстра-поляционного прогнозирования вряд ли возможна.

Наконец, с учётом возможности аварийных и нестандартных ситуаций при работе с источниками ЭМИ СВЧ большой мощности важно оценить дозо-временные пределы переносимости воздействия фактора.

Учитывая приведённые выше обстоятельства, является актуальным экспериментальное изучение клинико-физиологических реакций организма на воздействие ЭМИ СВЧ теплового и субтеплового уровня.

Все вышеизложенное и явилось основанием предлагаемой работы, определило её цель и задачи.

Цель и задачи исследования

Целью настоящего исследования явилось изучение количественных закономерностей реакций организма теплокровных на тепловые и субтепловые уровни микроволн.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить в экспериментальных условиях термогенную эффективность ЭМИ СВЧ диапазона на животных разных видов;

2. Исследовать влияние климатических факторов (повышенных температуры и влажности воздуха) на устойчивость организма к воздействию ЭМИ;

3. Провести дозо-временную оценку пороговых уровней микроволн, вызывающих реакции центральной нервной системы, как наиболее чувствительной к этому фактору системы организма;

4. Сравнить биологическую эффективность немодулированного и импульсного СВЧ-излучения в непрерывных и циклических режимах;

5. Осуществить экстраполяционную оценку теплового баланса человека при СВЧ облучении в комфортных и осложнённых условиях микроклимата в покое и при работе разной степени тяжести.

Научная новизна работы

В результате выполнения данной работы получены новые данные, существенно восполняющие дефицит информации о биотропных эффектах электромагнитных полей тепловых и субтепловых уровней.

По ряду тестов были проанализированы дозо-временные закономерности биоэффектов микроволн, а также установлены пороговые уровни микроволнового излучения, при которых регистрируются реакции ведущих функциональных систем (системы терморегуляции и центральной нервной системы) на воздействие данного фактора.

Впервые проанализирована коррелятивная связь между состоянием теплового баланса организма и эффектами микроволн.

При исследовании влияния климатических факторов на устойчивость организма млекопитающих к СВЧ воздействию впервые установлено наличие синергического взаимодействия повышенной температуры окружающей среды и микроволнового излучения.

Впервые продемонстрирована возможность кумуляции эффектов от отдельных циклов СВЧ-излучения при длительном циклическом импульсном воздействии.

Практическая значимость работы

Выявленные в результате исследований закономерности реакций теплокровных организмов на микроволновое воздействие будут полезны для совершенствования гигиенического нормирования изучаемого фактора. Сведения о том, что повышенная температура воздуха может значительно усиливать (по механизму синергизма) вредное воздействие микроволн на организм человека и животных, позволяют в случае необходимости проводить целенаправленные меры по защите профессионалов от комбинированного воздействия СВЧ излучения и климатических факторов (снижение температуры воздуха путём кондиционирования или увеличение скорости потока воздуха путём принудительного вентилирования). Кроме того, полученные в данной работе результаты позволяют оценить предельно допустимое время, которое человек в случае аварийной ситуации может провести в поле СВЧ излучения без нанесения существенного вреда здоровью.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Повышенные температура и влажность воздуха оказывают крайне негативное влияние на устойчивость организма млекопитающих к микроволновому излучению. При определённых условиях возможно синерги-ческое взаимодействие между СВЧ излучением и повышенной температурой воздуха.

2. Организация излучения может иметь существенное значение для конечной результативности СВЧ воздействия. При длительном циклическом импульсном облучении возможна кумуляция эффектов отдельных циклов. Циклическое излучение, будучи менее эффективным по влиянию на выживаемость животных, по негативному воздействию на ЦНС может превосходить непрерывное излучение.

3. При многократном (повторяемом) воздействии как немодулированного, так и циклического импульсно-модулированного СВЧ излучения, возможна кумуляция эффектов повторных облучений.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены на:

1. III Съезде по радиационным исследованиям (Москва, 1997)

2. 2-й международной конференции "Проблемы электромагнитной безопасности человека. Фундаментальные и прикладные исследования" (Москва, 1999).

3. IV Съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2001).

4. 3-й международной конференции "Электромагнитные поля и здоровье человека. Фундаментальные и прикладные исследования" (Москва -Санкт-Петербург, 2002).

5. Международной конференции «Сотовая связь и здоровье» (Москва, 2004).

6. III Российском конгрессе «Дизрегуляционная патология органов и систем» (Москва, 2004).

Публикации

По материалам исследований в различных журналах и сборниках опубликовано 13 научных работ, в том числе 5 тезисов на съездах с международным участием (см. стр. Z12.)

Структура и объем диссертации

По структуре диссертация состоит из оглавления, списка сокращений, введения, обзора литературы, главы с изложением методики исследований, двух глав, посвященных собственным результатам, заключения, выводов, списка литературы и двух приложений. Работа изложена на 195 страницах печатного текста, иллюстрирована 37 таблицами и 18 рисунками. Библиографический указатель включает 86 источников отечественных и 128 зарубежных авторов.

Конкретное участие автора в получении научных результатов

Автор принимала непосредственное участие в анализе научной литературы, постановке целей и задач исследования, разработке ряда методик, динамической экспериментальной работе, последующей обработке и оценке полученных результатов.

Связь темы диссертации с планом научных работ ГУ-МРНЦ РАМН:

Диссертационная работа проводилась в рамках основных научных направлений ГУ-МРНЦ РАМН:

1. «Разработка новых подходов к нормированию электромагнитных излучений (ЭМИ) как одного из важнейших факторов антропогенного загрязнения окружающей среды», № государственной регистрации 01.9.40002466 (1994-1996 гг.)

2. «Экспериментальное изучение раздельного и комбинированного воздействия ионизирующей и неионизирующей радиации, а также тиреотропных агентов на течение беременности и развитие потомства», № государственной регистрации 01.9.7002712.97.15 (1997 -1999 гг.)

Частично в диссертацию вошли материалы, полученные при выполнении заказных тем Министерства обороны РФ:

1. «Вымпел», 1997-1998 гг.

2. «Гигиена - 1», 1997-1998 гг.

3. «Отказ - О», 2001-2002 гг.

Работа выполнена в лаборатории радиопатологии (руководитель - кандидат медицинских наук Л.П. Жаворонков) отдела исследования комбинированных воздействий (руководитель - доктор биологических наук В.Г. Петин) ГУ Медицинского радиологического центра РАМН (директор - заслуженный деятель науки РФ, академик РАМН, профессор А.Ф. Цыб).

Заключение Диссертация по теме "Радиобиология", Колганова, Ольга Ивановна

выводы

1. По критерию прироста температуры тела у млекопитающих выявлены единообразные типы реакций на воздействие острого смодулированного СВЧ облучения в зависимости от его мощности. Установлено, что при уровнях ЭМИ, составляющих для разных видов животных около 0.5 -0.8 мощности их основного обмена, длительное время сохраняется изо-термия тела в неосложнённых условиях внешней среды. При интенсив-ностях излучения, превышающих мощность основного обмена примерно в полтора раза, происходит характерный «ступенчатый» нагрев тела с периодами стабилизации температуры. Дальнейшее повышение мощности ЭМИ приводит к быстрому, практически линейному, росту температуры тела вплоть до гибели животных.

2. Повышение температуры и влажности воздуха резко снижает терморе-гуляторную устойчивость животных к СВЧ облучению. Впервые чётко продемонстрировано наличие синергического взаимодействия микроволн и повышенной температуры внешней среды (30 °С). Показано, что этот эффект подчиняется одному из основных правил синергизма: фиксированной температуре воздуха соответствует некая интенсивность ЭМИ, при которой синергизм максимален. У кроликов наибольший когу эффициент синергизма к = 9 отмечен при ППЭ 20 мВт/см .

3. Экстраполяционные расчёты предельно допустимого времени пребывания и работы человека в зоне СВЧ излучения подтвердили вывод о крайне негативном влиянии повышенной температуры и влажности на возможности поддержания теплового гомеостаза организма.

4. Установлено, что нарушение функционального состояния ЦНС при воздействии микроволн выявляется при мощностях излучения на уровне 0.1 - 0.2 интенсивности основного обмена; при многократных (повторяющихся) воздействиях как непрерывного немодулированного ЭМИ, так и циклического импульсно-модулированного излучения, возможна кумуляция эффектов повторяющихся облучений.

5. Выявлена сложная реакция организма животных на импульсное циклическое воздействие (с примерно равной в цикле длительностью времени облучения и паузы): при мощностях излучения, не вызывающих значительного нарушения теплового баланса организма, по ряду реакций ЦНС импульсное циклическое воздействие оказывает более выраженный негативный эффект, чем непрерывное смодулированное; в то же время по такому интегральному показателю, как продолжительность жизни «под лучом», импульсное циклическое воздействие менее эффективно, чем соответствующее непрерывное немодулированное или импульсное без пауз с такой же средней ППЭ. Впервые продемонстрирована возможность кумуляции эффектов отдельных циклов облучения.

6. Показано, что такие факторы, как возможный синергизм во взаимодействии ЭМИ и повышенной температуры воздуха и цикличность облучения, могут существенно усилить негативное воздействие микроволн на организм по ряду важных показателей жизнедеятельности. Эти обстоятельства желательно учитывать при гигиеническом нормировании.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью исследований, результаты которых представлены в данной работе, являлась экспериментальная оценка пороговых уровней микроволнового облучения с различной организацией излучения по следующим критериям: продолжительность жизни животных «под лучом», прирост ректальной температуры, реакции нервной системы (изменение психофизиологического статуса крыс и фармакологические тесты на мышах). Изучение влияния ЭМИ проводилось на мышах, крысах и кроликах, поскольку средняя масса тела этих животных последовательно отличается между собой примерно на один порядок, что удобно для экстраполяционного прогнозирования.

В опытах на животных разных видов и размеров (мыши, крысы, кролики) были изучены зависимости «доза-эффект» по критерию продолжительности жизни «под лучом» и по критерию прироста ректальной температуры, а также соотнесены эти зависимости с интенсивностью теплообразования при основном обмене у данных видов животных. Выяснено, что в неосложнённых условиях внешней среды система термокомпенсации способна поддерживать стабильный уровень температуры тела не менее 3 часов при облучении микроволнами при интенсивности ЭМИ, равной 1 — 1.5 мощности основного обмена для мышей и крыс (пороговый уровень примерно равен 0.5 - 0.6 мощности основного обмена), 0.6 -1.0 мощности основного обмена для кроликов (порог - 0.5 мощности основного обмена); более высокие интенсивности ЭМИ даже при кратковременном воздействии приводят к необратимым нарушениям жизнедеятельности организма. На основании литературных данных мы вычислили, что у животных с более совершенной системой терморегуляции, чем у грызунов (собаки, обезьяны), пороговые нарушения температурного го-меостаза возникают при интенсивности микроволн, равной 0.7 - 0.8 мощности метаболизма. Интенсивности ЭМИ на уровне ниже 0.5 мощности основного обмена с точки зрения СВЧ-перегева могут считаться «относительно безопасными» при кратковременном пребывании в условиях внешней среды, не затрудняющих теплоотдачу. Прослеженная нами связь между уровнем основного обмена разных видов животных и их устойчивостью к микроволновому облучению (по критерию прироста температуры тела) даёт возможность определять опасные для здоровья человека уровни воздействующего фактора в случае однократного СВЧ-облучения на основе экстраполяционного прогнозирования.

Нами был изучен ряд факторов (пространственная ориентация тела в поле, температура и влажность воздуха), влияющих на устойчивость организма к воздействию ЭМИ тепловых интенсивностей.

В опытах на мышах, крысах и кроликах по критерию нагрева тела было установлено синергическое взаимодействие между повышенной температурой окружающей среды и ЭМИ СВЧ диапазона при их одновременном действии на организм животных. В опытах на кроликах были вычислены коэффициенты синергизма для разных интенсивностей ЭМИ и было показано, что существует ППЭ (для кроликов - 20 мВт/см ), при которой синергизм максимален (коэффициент синергизма « 9) для использованной нами температуры воздуха (30 °С). Нами было установлено крайне негативное влияние повышенной влажности воздуха на выживаемость животных «под лучом». В целом можно сделать вывод, что любые факторы, затрудняющее теплоотдачу, резко снижают устойчивость организма к микроволновому облучению.

С учётом модифицирующего влияния климатических факторов (температура воздуха, относительная влажность и скорость движения воздуха) нами были произведены экстраполяционные расчёты предельно допустимого времени работы (в случае аварийной ситуации) «условного» человека в зоне воздействия ЭМИ при однократном облучении для разных условий окружающей среды и разного уровня физической нагрузки. Показано, что и у человека в условиях повышенной температуры воздуха значительно снижается устойчивость к микроволновому воздействию и, соответственно, резко сокращается время пребывания в зоне СВЧ излучения. Так, например, согласно нашим экс-траполяционным расчетам, предельно допустимый прирост СВТ тела, равный 2 °С, при выполнении работы категории 26 и одновременном воздействии ЭМИ 20 мВт/см (влажность воздуха 50 %, скорость движения воздуха 0.1 м/с) может быть достигнут при 25 °С за 192 минуты; при 35 °С это время сокращается до 44 минут. Повышенная влажность воздуха также вносит свои коррективы в возможности человека поддерживать свой температурный го-меостаз. В приведённом выше примере повышение влажности до 70 % приводит к уменьшению времени пребывания при 25 °С до 63 минут. Ранее в ГОСТ 12.1006-76 содержалась рекомендация по снижению допустимого ППЭ в 10 раз при температуре окружающего воздуха свыше 28 °С. В дальнейшем (ГОСТ 12.1.006-84) эта рекомендация была снята, так как ПДУ для населения в России имеют большой коэффициент запаса. Однако профессионалы должны иметь представление о значительном усилении вредного воздействия ЭМИ под влиянием повышенной температуры воздуха, что позволит им в случае необходимости принять дополнительные меры защиты (например, снижение температуры воздуха путём кондиционирования или увеличение скорости потока воздуха путём принудительного вентилирования).

В настоящее время большинство источников ЭМИ работает на основе импульсной модуляции, в том числе в циклическом режиме. Мощность излучения, которому подвергается персонал, может достигать значительной величины, например, интенсивности циклического излучения от обзорных локаторов на открытых площадках аэродромов доходят до 3 - 4 мВт/см (Никонова и др., 1983). Однако в научной литературе, посвященной оценке воздействия ЭМИ на ЦНС и поведение, нет однозначного ответа на вопрос о роли модуляции излучения в эффекте микроволн, ещё меньше информации о роли пауз в конечной эффективности ЭМИ.

Для восполнения пробела в научных знаниях в опытах с разной организацией СВЧ излучения проводился сравнительный анализ эффективности непрерывного немодулированного и импульсного режимов без пауз, а также циклического немодулированного и импульсного с паузами воздействия ЭМИ при равных значениях средней ППЭ. Была дана оценка значимости для конечного эффекта ЭМИ кратковременных (4 - 8 минут) пауз между циклами воздействия. При этом сначала было исследовано влияние СВЧ излучения разной организации на выживаемость крыс и мышей «под лучом», как интегральную реакцию организма. Показано, что непрерывный смодулированный и импульсный режим без пауз примерно одинаковы по эффективности и значительно эффективнее циклического импульсного режима по этому критерию.

Однако при переходе к другим критериям выяснилось, что по ряду показателей циклический режим по своей эффективности может превосходить непрерывный режим.

Как известно, наиболее чувствительной системой организма к действию ЭМИ является ЦНС. Реакции ЦНС на воздействие микроволн не только позволяют установить так называемые пороговые уровни, но и составить представление о значимости того или иного параметра ЭМИ для эффективности микроволн. С целью оценки степени влияния микроволнового излучения на функциональное состояние ведущих отделов ЦНС изучалось воздействие однократного и многократного СВЧ облучения тепловых и субтепловых интен-сивностей в разных режимах работы генератора ЭМИ на психофизиологический статус крыс. Использовали следующие критерии: поведение крыс в экстремальной ситуации (борьба за жизнь) и выработка и закрепление условного оборонительного рефлекса избегания (УРИ) в челночной камере. Данные тесты позволяют судить о когнитивных функциях мозга, и, следовательно, об ассоциативном «мышлении», памяти, процессах концентрации возбуждения и торможения и в конечном итоге об интегративной реакции животного - адаптивном поведении.

При сравнительном анализе воздействия ЭМИ тепловых интенсивно-стей в импульсном циклическом и немодулированном циклическом режимах мы выявили существенные различия в динамике температурных кривых: импульсное циклическое облучение приводило к значительно большему размаху колебаний температуры тела при циклах облучение-пауза. Было сделано предположение, что импульсный циклический режим облучения из-за многократного включения и выключения системы терморегуляции во время циклов облучение-пауза может оказать «изматывающее» действие на систему терморегуляции даже при отсутствии результирующего повышения температуры тела и, как следствие, может негативно отразиться на поведении животных в большей степени, чем другие варианты воздействия.

Действительно, было обнаружено, что при использовании СВЧ излучения с непрерывной генерацией поля нарушение когнитивных функций мозга крыс как следствие острого воздействия (экспозиция от 30 минут до трёх часов) возможно при интенсивностях поля, сравнимых с мощностью эндогенного теплообразования. Небольшое, но достоверное, угнетение условно-рефлекторной деятельности крыс регистрируется при ППЭ 30 мВт/см (экспозиция 1 час, УПМ 6.3 Вт/кг, УПД 22.7 кДж/кг). Однако различия между контрольными и опытными группами животных сглаживаются в течение максимум недели. Таким образом, при однократном воздействии непрерывного не-модулированного СВЧ-излучения нейротропный эффект микроволн транзито-рен. В то же время при использовании циклического импульсно-модулированного излучения угнетение условно-рефлекторной деятельности животных выявляется при значительно меньших интенсивностях воздействующего фактора (ППЭср 10 мВт/см, 10 циклов «5 минут облучение - 4 минуты пауза», УПМ 2.1 Вт/кг, УПД 6.3 кДж/кг). Нарушение поведения животных под влиянием импульсного циклического воздействия сохраняется значительно более длительный срок, чем эффект непрерывного немодулированного воздействия. Показано, что при длительном циклическом воздействии возможна кумуляция эффектов отдельных циклов. Таким образом, по силе негативного воздействия на условно-рефлекторную деятельность животных импульсное циклическое облучение представляет собой большую опасность, чем непрерывное смодулированное воздействие.

Принципиально важным является факт (установленный по тесту УРИ), что при многократных (повторяющихся) воздействиях как непрерывного не-модулированного, так и циклического импульсно-модулированного излучения возможна кумуляция эффектов повторных облучений.

Вывод о большей эффективности циклического импульсного излучения по сравнению с непрерывным смодулированным режимом по влиянию на ЦНС был подтверждён в опытах на мышах по критерию продолжительности гексеналового наркозного сна. Так, при воздействии циклического режима в течение 10 циклов («чистое» время облучения 50 минут, общее время воздействия 90 минут) достоверное удлинение продолжительности бокового положения отмечается при ППЭср 5 мВт/см (УПМ 1.8 Вт/кг, УПД 5.4 кДж/кг), тогда как для вызова равного эффекта при непрерывном немодулированном воздействии требуется мощность излучения в несколько раз больше.

В целом можно сделать вывод, что реакции нервной системы на воздействие циклического импульсного ЭМИ СВЧ диапазона («чистое» время облучения 50 -100 минут) выявляются при интенсивностях излучения, примерно соответствующих 0.1 - 0.2 мощности основного обмена мышей и крыс. По-видимому, избранные для исследования уровни однократного воздействия близки к пороговым для данных критериев и с учетом ряда межвидовых закономерностей могут дать полезную информацию при санитарно-гигиеническом нормировании ЭМП.

Таким образом, нами выяснено, что такие обстоятельства (до настоящего времени практически не учитываемые при установлении ПДУ), как возможный синергизм во взаимодействии ЭМИ и повышенной температуры воздуха и фактор цикличности облучения могут существенно усилить негативный эффект ЭМИ по ряду важных показателей жизнедеятельности животных и человека.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Колганова, Ольга Ивановна, Обнинск

1. Адольф Э. Физиология человека в пустыне. М.: ИЛ, 1952. - 360 с.

2. Ажаев А.Н. Особенности теплового обмена в условиях высоких температур окружающей среды. // Физиологический журнал СССР им. Сеченова. 1972. Т. 53. № 3. С. 463-468.

3. Ажаев А.Н. Тепловой обмен человека при различных степенях перегревания. // Физиологический журнал СССР им. Сеченова. 1975. Т. 56. № Ц. С. 1704-1708.

4. Ажаев А.Н. Физиолого-гигиенические аспекты действия высоких и низких температур. // Проблемы космической биологии. Т. 38. М.: Наука, 1979. 264 с.

5. Акоев И.Г. Некоторые итоги и очередные задачи электромагнитобиологии. // Проблемы экспериментальной и практической электромагнитобиологии. Пущино, 1983. С. 3-34.

6. Акоев И.Г., Каранова М.В., Кузнецов В.М., Коломыткин О.В. Действие СВЧ-поля на ГАМКергические и ацетилхолинергические системы синаптической передачи. // Радиобиология. 1985. Т. 25. № 3. С. 426-432.

7. Антипов В.В., Давыдов Б.И., Тихончук B.C. Биологическое действие электромагнитных излучений микроволнового диапазона. // Проблемы космической биологии. Т. 40. М.: Наука, 1980.

8. Афанасьева Р.Ф., Деденко И.И., Окунева Г.С. О некоторых показателях, характеризующих предел переносимости человеком тепловых нагрузок. // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1970. Т. 4. № 4. С. 48-52.

9. Афанасьева Р.Ф., Бессонова Н.А., Эфендиев Ф.Б. К обоснованию критериев допустимого теплового состояния человека, работающего в нагревающем микроклимате. // Вестник АМН. 1992. № i.e. 10-15.

10. Африканова Л.А., Беспалова Л.А., Измайлова Г.М., Шиходыров В.В. Тепловые эффекты поражение животных в СВЧ-полях высокой интенсивности. // Гигиенические проблемы неионизирующих излучений. Ред. Григорьев Ю.Г., Степанов B.C. М.: Изд. AT. 1999. С. 135-147.

11. Баевский P.M. Физиологические методы в космонавтике. М.: Наука, 1965. 299 с.

12. Бобраков С.Н., Карташев А.Г. Электромагнитная составляющая современной урбанизированной среды. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. Т. 41. № 6. С. 706-711.

13. Витте Н.К. Тепловой обмен человека и его гигиеническое значение. Киев: Государственное медицинское издательство УССР, 1956. - 148 с.

14. Волович В.Г. Человек в экстремальных условиях природной среды. М.: Мысль, 1981. -190 с.

15. Гордон З.В. Вопросы гигиены труда и биологического действия электромагнитных полей сверхвысоких частот. Д.: Медицина, 1966. - 163 с.

16. Гордон З.В., Лобанова Е.А., Кицовская И.А., Толгская М.С. Исследование биологического действия электромагнитных волн мм-диапазона. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1969. № 7. С. 37-39.

17. Городинский С.М., Бавро Г.В., Кузнец Е.И. и др. Принципы нормирования микроклимата изолирующих средств индивидуальной защиты. // Гигиена и санитария. 1973. № 1. С. 45-49.

18. ГОСТ 12.1.006.-76. Электромагнитные поля радиочастот. Требования безопасности. М.: Издательство стандартов, 1983.

19. Григорьев Ю.Г., Степанов B.C. Формирование памяти (импринтинга) у цыплят после предварительного воздействия ЭМП низких уровней. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1998. Т. 38. № 2. С. 223-231.

20. Григорьев Ю.Г., Степанов B.C., Григорьев О.А., Меркулов А.В. Электромагнитная безопасность человека: Справочно-информационное издание. М.: Российский национальный комитет по защите от неионизирующего излучения, 1999. - 104 с.

21. Григорьев Ю.Г., Шафиркин А.В., Васин А.Л. Биоэффекты хронического воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона малых интенсивностей (стратегия нормирования). //Радиационная биология. Радиоэкология. 2003. Т. 43. № 5. С. 501-511.

22. Григорьев Ю.Г., Шафиркин А.В., Васин А.Л. К совершенствованию методологии нормирования ЭМП радиочастот. // Ежегодник Российского Национального Комитета по защите от неионизирующих излучений 2003. Сборник трудов. М.: Изд-во АЛЛАНА, 2004. - 260 с.

23. Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение критериев непараметрической статистики для оценки различий двух групп наблюдений в медико-биологических исследованиях. М.: Медицина, 1969. - 32 с.

24. Гублер Е.В. Информатика в патологии, клинической медицине и педиатрии. Л.: Медицина, 1990. - 175 с.

25. Гусаров Д.В. Состояние нервной системы у лиц, подвергавшихся воздействию ЭМИ сверхвысокочастотного диапазона в условиях жаркого климата пустыни. // Тезисы докладов IV Российской научно-технической конференции «Электромагнитная совмести

26. Давыдов Б.И., Тихончук B.C., Антипов В.В. Биологическое действие, нормирование и защита от электромагнитных излучений. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 177 с.

27. Давыдов Б.И. Электромагнитные излучения радиочастот (микроволны): принципы, критерии нормирования, пороговые уровни доз. // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1985. Т. 19. № 3. С. 8-21.

28. Давыдов Б.И. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона: радиационная безопасность. // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1986. Т. 20. № 2. С. 15-24.

29. Дарбинян Т.М., Головчинский В.Н. Механизмы наркоза. М.: Медицина, 1972. 264 с.

30. Думанский Ю.Д., Сердюк A.M., Лось И.П. Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека. Киев: Здоров'я, 1975. 159 с.

31. Журавлёв В.А. Комбинированное влияние СВЧ поля и неблагоприятного микроклимата на организм. // Военно-медицинский журнал. 1973. № 3. Стр. 64-67.

32. Западнюк И.П., Западнюк В.И., Захария Е.А. Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте. Киев: Вища школа, 1983. - 383 с.

33. Иванов К.П. Гомойотермия и энергетика гомойотермного организма. // Физиология терморегуляции. Л.: Наука, 1984. С. 7-28.

34. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Основы математического анализа. Часть 1. М.: Физматлит, 2001.-648 с.

35. Исмаилов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений. М.: Энергоатомиздат, 1987. -144 с.

36. Ицков В.Я. Основы физики электромагнитного поля. // Гигиена труда при воздействии электромагнитных полей. / Ред. Ковшило В.Е. М.: Медицина, 1983. С. 5-13.

37. Ковалевский К.Л. Лабораторное животноводство. М.: Изд-во АН СССР, 1958. -324 с.

38. Кощеев B.C., Кузнец Е.И. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека в условиях высоких температур. М.: Медицина, 1986. - 256 с.

39. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа, 1973. - 343 с.

40. Леках В.А. Ключ к пониманию физиологии. Около 700 задач с решениями. М.: Едито-риал УРСС, 2002. - 360 с.

41. Лоскутова З.Ф., Саксонов П.П. Особенности проявления действия гексенала в сочетании с радиопротекторами аминотиолового ряда у облучённых животных. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1973. Т. 75. № 4. С. 59-60.

42. Майстрах Е.В. Тепловой баланс гомойотермного организма.// Физиология терморегуляции. Л.: Наука, 1984. С. 78-112.

43. Матрёнина В.Л., Посадская В.М., Рудаков И.А. Температурная реакция и выживаемость экспериментальных животных при воздействии микроволн различной интенсивности. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1978. № 9. С. 283-285.

44. Матрёнина В.Л., Жаворонков Л.П., Колганова О.И., Посадская В.М. Анализ нейротроп-ной эффективности ЭМИ СВЧ при помощи фармакологических анализаторов. //Тезисы докладов. 3-й съезд по радиационным исследованиям. Пущино, 1997. Т. 3. Стр. 70-71.

45. Михельсон М.Я., Колганова О.И., Лукомская Н.Я., Протас Л.Л., Соколов Г.П. Сравнительное изучение стереоселективности холинорецепторов. // Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 1979. Т. 15. № 1. С. 42-47.

46. Навакатикян М.А. Изменение активности и условно-рефлекторной деятельности белых крыс в период хронического микроволнового облучения и после него. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1988. Т. 28. № 1. С. 120-124.

47. Навакатикян М.А. Методика изучения оборонительных условных рефлексов активного избегания. // Журнал высшей нервной деятельности. 1992. Т. 42. № 4. С. 812-818.

48. Никитина В.Н., Ляшко Г.Г., Шапошникова Е.С., Тихомова Г.Н. Исследование в хроническом эксперименте биоэффектов СВЧ-излучений судовых навигационных радиолокаторов. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2003. Т. 43. № 5. С. 538 540.

49. Петин В.Г., Дубовик Б.В., Рожков М.Ф., Комаров В.П. Использование дозовых характеристик СВЧ-воздействия при интерпретации летальных эффектов у лабораторных животных. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. Т. 36. № 2. С. 310-316.

50. Петин В.Г., Жураковская Г.П. Синергизм и интенсивность факторов окружающей среды. Обнинск: Институт атомной энергетики, 1999. - 105 с.

51. Петин В.Г., Комаров В.П. Количественное описание модификаций радиочувствительности. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 190 с.

52. Петин В.Г., Рябченко Н.И., Суринов Б.П. Концепции синергизма в радиобиологии. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1997. Т. 37. № 4. С. 482-487.

53. Петин В.Г., Сынзыныс Б.И. Комбинированное воздействие факторов окружающей среды на биологические системы. Обнинск: Институт атомной энергетики, 1998.

54. Петров И.Р., Светлова З.П., Суббота А.Г. и др. Об особенностях влияния на организм прерывистых воздействий СВЧ-поля. // Гигиена труда и биологическое действие ЭВМ радиочастот. М.: НИИ Гигиены труда и профзаболеваний. 1968. С. 126-128.

55. Пресман А.С. Электромагнитные поля и живая природа. М.: Наука, 1968. - 288 с.

56. Рудаков М.Л. ЭМП и безопасность населения. С-Пб.: Русское географическое общество, 1998.-32 с.

57. Румянцев Г.В., Слепчук Н.А., Иванов К.П. Величина теплорассеивания и её регуляция при температурных сосудистых реакциях. //Физиологический журнал СССР. 1973. Т. 59. № 8. С. 1279-1287.

58. Савин Б.М. (ред.). Принципы и критерии оценки биологического действия радиоволн. / Тезисы докладов. Л.: ВМА им. Кирова, 1973. - 83 с.

59. Савин Б.М., Ермолаев .А., Суббота А.Г. и др. Принципы исследования и критерии оценки биологического действия радиоволн. // Принципы и критерии оценки биологического действия радиоволн. / Тезисы докладов. Л.: ВМА им. Кирова, 1973. С. 7-13.

60. Савин Б.М., Рубцова Н.Б. Влияние радиоволновых излучений на центральную нервную систему. // Физиология человека и животных. М.: ВИНИТИ АН СССР, 1978. Т. 22. С. 68-111.

61. Савин Б.М. (ред.). Гигиеническая оценка и биологическое действие прерывистых микроволновых облучений. Сборник научных статей. М.: НИИ Гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР, 1983. - 141 с.

62. СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96. Физические факторы производственной среды. Физические факторы окружающей среды. Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ). М.: Госсанэпиднадзор России, 1996. - 28 с.

63. СанПиН 2.2.4.1191-03. Электромагнитные поля в производственных условиях. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003.

64. СанПиН 2.2.4.1329-03. Требования по защите персонала от воздействия импульсных электромагнитных полей. М.: Информационно-издательский центр Минздрава России. 2003.

65. Севастьянов В.В. Принципы методического обеспечения исследований биологического действия радиочастотных полей. // Принципы и критерии оценки биологического действия радиоволн. / Ред. Савин Б.М. Л.: ВМА им. Кирова, 1973. Стр. 53-56.

66. Сёмин Ю.А., Шварцбург Л.К., Жаворонков Л.П. Зависимость эффекта ослабления микроволнами вторичной структуры ДНК от молекулярной массы полинуклеотида. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1996. Т. 36. № 2. С. 310-316.

67. Тигранян Р.Э., Шорохов В.В. Физические основы слухового эффекта СВЧ. Пущино: ОНТИ ПНЦ АН СССР, 1991. 129 с.

68. Туров Е.А. Материальные уравнения электродинамики. М.: Наука, 1983. - 158 с.

69. Урбах В.Ю. Биометрические методы. М.: Наука, 1964. - 416 с.

70. Холодов Ю.А. Влияние электромагнитных и магнитных полей на центральную нервную систему. М.: Наука, 1966. - 207 с.

71. Холодов Ю.А. Реакции нервной системы на электромагнитные поля. М.: Наука, 1975. -284 с.

72. Холодов Ю.А. Неспецифическая реакция нервной системы на неионизирующие излучения. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1998. Т. 38. № 1. С. 121-125.

73. Холодов Ю.А., Лебедева Н.Н. Реакции нервной системы на электромагнитные поля. -М.: Наука, 1992.-135 с.

74. Человек. Медико-биологические данные. Доклад рабочей группы комитета МКРЗ по условному человеку. / Международная комиссия по радиологической защите. Публикация 23. (Пер. с англ. Ю.Д. Парфенова). М.: Медицина, 1977. - 496 с.

75. Шандала М.Г., Зуев В.Г., Ушаков И.Б., Попов В.И. Справочник по электромагнитной безопасности работающих и населения. Воронеж: Истоки, 1998. - 82 с.

76. Шван Г. СВЧ-биофизика. // СВЧ-энергетика (ред. Э.Окресс) Т. 3. Применение энергии сверхвысоких частот в медицине, науке и технике (пер. с англ.). М.: Мир, 1971. С. 7-32.

77. Штемлер В.М., Колесников С.В. Особенности взаимодействия электромагнитных полей с биообъектами. // Физиология человека и животных. М.: ВИНИТИ АН СССР, 1978. Т. 22. С. 9-67.

78. Adair E.R. Changes in thermoregulatory behavior during microwave iiradiation. // Microwaves and Thermoregulation. /Ed. Adair E.R.- New York: Academic Press, 1983. P. 379-399.

79. Adair E.R, Spiers .D.E., Rawson R.O., Adams B.W. et al. Thermoregulatory consequences of long-term microwave exposure at controlled ambient temperatures. // Bioelectromagnetics. 1985. V. 6. N4. P. 339-363.

80. Akyel Y., Hunt E.L., Gambrill С., Vargas C.J. Immediate post-exposure effects of high-power microwave pulses on operant behavior of Wistar rats. // Bioelectromagnetics. 1991. V. 12. No. 3.P. 183-195.

81. Al-Badwaiky K.A., Aby-Bark A. Biological Thermal effect of microwave radiation on human eye. // Biological Effects of Electromagnetic waves. USNC/URSI Ann. Meet., Boulder, Colo., 1975. Washington. 1976. Vol. 1. P. 61-78.

82. Altman P.O., Ditter D.S. (eds.). Metabolism. Bethesda: Fed. Am. Soc. Exp. Biol., 1968. - 257 P

83. ANSI C95-1-1982. American national standards safety levels with respect to human exposure to radiofrequency electromagnetic fields, 300 kHz to 100 GHz. New York: IEEE, 1982.

84. Baranski S., Czerski P. Biological effects of microwaves. U.S.A. Pensylvania, Strousburg. Dowden: Hutchinson and Ross, Inc. 1976. - 198 p.

85. Bawin S.M., Gavalas-Medici R.J., Adey W.R. Effects of modulated very high frequency fields on specific brain rhythms in cats. // Brain Research. 1973. V.58. No 2. P 365-384.

86. Bawin S.M. Kaczmarek L.K., Adey W.R. Effects of modulated VHF fields on the central nervous system. // Annals of the New York Academy of Sciences. 1975. V. 247. P. 74-81.

87. Bligh J., Johnson K.J. Glossary of terms for thermal physiology. // Journal of Applied Physiology. 1973. V. 35. No. 6. P. 941-961.

88. Benedict F.C. Vital energetics: A study in comparative basal metabolism. Washington: Carnegie Institute, 1938. Цитировано no: Adair et al., 1986.

89. Berry J., Montgomery L.D., Williams B.A. Thermoregulatory responses of rats to varying environmental temperatures. // Aviation Space and Environmental Medicine. 1984. V. 55. No 6. P. 546-549.

90. Blackman C.F. et al. Induction of calcium ion efflux from brain tissue by radiofrequency radiation: effects of modulation frequency and field strength. // Radio Sciency. 1979. V. 14. N.65.P. 93-98.

91. Blaustein M. Barbiturates block sodium and potassium conductance increase in voltage-clamped lobster axons. // J. Gen. Physiol. 1968. V. 51. No. 3. P.293.

92. Bourne G.H. (ed.). The Rhesus Monkey. New York: Academic Press, 1975. - 214 p.

93. Cleary S.F. Biological effects of microwave and radiofrequency radiation. "CRS Crit. Revs. Environ. Cont." 1977, v.7, N 2, p.121-166.

94. Cleary S.F. Microwave cataractogenesis. // Proceedings IEEE. 1980. V.68. No. 1. P. 4955.

95. Chou C.K., Guy A.W., McDougall J.A., Han L.F. Effects of continuous and pulsed chronic microwave exposure on rabbits. // Radio. Sci. 1982. V. 17. No. 5S. P. 183S-185S.

96. Chou C.K., Guy A.W., Borneman L.E., Kunz L.L., Kramer O.P. Chronic exposure of rabbit to 0.5 and 5 mW/cm2 2450 MHz CW microwave radiation. // Bioelectromagnetics. 1983. V. 4. No. l.P. 63-77.

97. Chou C.K. Basic problem of diversely reported biological effects of radiofrequency fields. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2003. Т. 43. № 5. С. 512-518.

98. Creighton М.О., Larsen L.E., Stewart-DeHaan P.J. et al. In vitro studies of microwave-induced cataract. II. Comparison of damage observed for continuous wave and pulsed microwaves. // Exp. Eye Res. 1987. V. 45. No 3. P. 357-373.

99. D'Andrea J.A., Chou C.K., Johnston S.A., Adair E.R. Microwave effects on the nervous system. //Bioelectromagnetics. 2003. Suppl. 6. P. 107S -147S.

100. D'Andrea J.A., DeWitt J.R., Emmerson R.Y., Bailey C., Stensaas S., Gandhi O.P. Intermittent exposure of rats to 2450 MHz microwaves at 2.5 mW/cm2: behavioral and physiological effects. // Bioelectromagnetics. 1986. V. 7. N 2. P. 315-328.

101. D'Andrea J.A., Thomas A., Hatcher D.J. Rhesus monkey behavior during exposure to high-peak-power 5.62-GHz microwave pulses. // Bioelectromagnetics. 1994. V. 15. No. 2. P. 163-176.

102. DAndrea J.A., Chou C.K., Johnson S.A., Adair E.R. Microwave effects on the nervous system. // Bioelectromagnetics. 2003. Supplement 6. P. S107-S147.

103. Deichmann W.B., Bernal E., Keplinger M. Effects of environmental temperature and air volume exchange on survival of rats exposed to microwave radiation of 24000 megacycles. // Industr. Med. Surgery, 1959. V. 28. N 12. P. 535-538.

104. Deichmann W.B. Biological effects of microwave radiation of 24000 megacycles. // Archiv fur Toxikologie. 1966. Band 22. Heft 1. P. 24-35.

105. De Lorge J.O. The thermal basis for disruption of operant behavior by microwaves in three animal species. // Microwaves and Thermoregulation. / Ed. Adair E.R. New York: Academic Press, 1983. P. 379-399.

106. DeWitt J.R., D'Andrea J.A., Emmerson R.Y., Gandhi O.P. Behavioral effects of chronic exposure to 0.5 mW/cm2 of 2,450-MHz microwaves. // Bioelectromagnetics. 1986. V. 7. N 2. P. 315-328.

107. DRAFT prEN 12198-1. European Standard. English version. Brussels: European Committee for Standartization, 1997. - 26 p.

108. Durney C.H., Massoudi H., Iskander M.F. Radiofrequency radiation handbook. (Fourth edition. USAFSAM-TR-85-73). USA, Salt Lake City: University of Utah; US AF School of Aerospace Medicine, TX. 1986. - 510 p.

109. Eagan K., Doerner D., Partridge L.D. Phenobarbital: a locus of action on spike broadening and potassium inactivation. // Comparative Biochemistry and Physiology, Part C. 1987. V. 88. No 2. P. 269-274.

110. Elder J.A., Czerski P.A., Stuhly M.A. et al. Radiofrequency radiation. // Nonionizing radiation protection. 2-nd ed. Copenhagen: WHO, 1989. P. 117-173.

111. Elder J.A., Chou C.K. Auditory response to pulsed radiofrequency energy. // Bioelectromagnetics. 2003. Suppl. 6S. P. S162-S173.

112. EHC-16. Environmental Health Criteria, 16. Radiofrequency and microwaves. -Geneva: WHO, 1981.- 134 p.

113. Ferri E.S., Hagan G.J. Chronic low-level exposure of rabbits to microwaves. // Biological Effects of Electromagnetic waves. Washington: USNC/URSI, 1976. Vol. 1. P. 129-142.

114. Frey A.H., Eichert E.S. Psyshophysical analysis of microwave sound perception. // Journal of Bioelectricity. 1985. V. 4. No 1. P. 1-14.

115. Frey M.R., Jauchem J.R., Padilla J.M. Thermal and physiological changes in rats exposed to CW and pulsed 2.8 GHz radiofrequency radiation in E and H orientation. // International Journal of Radiat Biology. 1989. V. 56. No 6. P. 1033-1044.

116. Frey M.R., Jauchem J.R. Thermoregulatory responses of rats exposed to 9.3 GHz microwaves: a comparison of E and H orientation. // Physiological Chemistry and Physics and Medical NMR. 1992. V. 24. № 1. P. 1-10.

117. Frohlich H. The extraordinary dielectric properties of biological materials and the action of enzymes. // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1975. V. 72. P. 4211.

118. Frohlich H. Biological effects of microwaves and the question of coherence. // Proc. Clin. Biol. Res.(Biomedical Thermology). 1982. V. 107. P. 189-195.

119. Frohlich H. What are non-thermal electric biological effects? // Bioelectromagnetics. 1982. V. 3.No. l.P. 45-46.

120. Gage M.I. Microwave irradiation and ambient temperature interact to alter rat behavior folloving overnight exposure. // J. Microwave Power. 1979. V. 14. N. 4. P. 389-398.

121. Gage M.I. Non-electromagnetic factors that influence behavioral effects of microwave exposures. // Biological effects of electropollution. / Eds. S.K. Dutta, R.M. Millis. -Philadelphia: Information Ventures Inc. PA 19102, USA. 1986. P. 117-130.

122. Gaisek P., Pakhomov A.G., Klauenberg B.J. Electromagnetic field stsndards in Central and Eastern European countries: current state and stipulations for international harmonization. // Health Phys. 2002. V. 82. No. 4. P. 473-483.

123. Gonzales R.R., Kluger M.J., Hardy J.D. Partitional calorimetry of the New Zealand White rabbit at temperatures 5-35 °C. // J. Appl. Physiol. 1971. V. 31. N 5. P. 728-734.

124. Gordon C.J. Behavioral and autonomic thermoregulation in mice exposed to microwave radiation. // J. Appl. Physiol.: Respirat. Environ. Exercise Physiol. 1983. V. 55. N 4. P. 12421248.

125. Gordon C.J., Long M.D., Fehnler K.M. Temperature regulation in the unrestrained rabbit during exposure to 600 MHz radiofrequency radiation. // Int. J. Radiat. Biol. 1986. V. 49. № 6. P. 987-997.

126. Gordon C.J., Long M.D., Fehnler K.M., Stead A.G. Temperature regulation in the mice and hamster exposed to microwaves in hot environment. // Health Physics. 1986. V. 50. N6. P. 781-787.

127. Gordon C.J., Ali J.S. Comparative thermoregulatory response to passive heat loading by

128. Grodsky I.T. Possible physical substrates for the interaction of electromagnetic fields with biologic membranes. // Annals of the New York Academy of Sciences. 1975. V. 247. P. 117.

129. Guy A.W., Lin J.C., Kramer O.P., Emery A.F. Effect of 2450 MHz radiation on the rabbit eye. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1975. V. MTT-23. P. 492-498.

130. Guy A.W., Kramer O.P., Harris C.A., Chou C.K. Long-term 2450 MHz CW microwave irradiation of the rabbits: methodology and evaluation of ocular; and physiologic effect. // J. Microwave Power. 1980. V. 15. P. 37-44.

131. Guy A.W. Bioeffects of long-term exposures of animals. // Radiofrequency Radiation Standards. Biological Effects, Dosimetry, Epidemiology, and Public Health Policy. New York and London: Plenum Press, 1995. P. 311-326.

132. Hart J.S. Climatic and temperature induced changes in the energetics of homeotherms. // Rev. Can. Biol. 1957. V.16. No. 2. P. 133-174.

133. Heilbrun L.V. Outline of General Physiology. Philadelphia: W.B. Sounders Co., 1952. - 342 p.

134. Ho H.S., Egwards W.P. Oxygen-consumption rate of mice under differing dose rates of microwave radiation. // Radio Science, 1977, V.12, N 6(S). P. 131-138.

135. ICNIRP Guidelines. Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields (up to 300 GHz). // Health Physics. 1998. V.74. N 4. P. 494-522.

136. IRPA Guidelines. Guidelines on limits of exposure to radiofrequency (RF) electromagnetic fields (EMF) in frequency range from 100 kHz to 300 GHz. // Health Physics. 1988. V.54.N l.P. 115-123.

137. Kaczmarek L.K., Adey W.R. The efflux of 45Ca2+ and (3H)gamma-aminobutyric acid from cate cerebral cortex. // Brain Res. 1973. V. 63. P. 331-341.

138. Kramar P.O., Emery A.F., Guy A.W., Lin J.C. The ocular effects of microwaves on hypothermic rabbits: a study of microwave cataractogenic mechanism. // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1975. V. 247. P. 155-165.

139. Krupp J.H. In vivo temperature measurements during whole-body exposure of Macaca mulatta to resonant and nonresonant frequencies. // Microwaves and Thermoregulation. / Ed. Adair E.R. New York: Academic Press, 1983. P. 95-107.

140. Kues H.A., McLeod D.S., Monahan J.C., D'Anna S.A., Lutty G.S. Retinal changes in the primate following pulsed 2.45 GHz exposures. // Abst. Ann. Meet. Bioelectromag. Soc. 1990. V. 12. P. 22.

141. Kues H.A., Monahan J.C., D'Anna S.A., McLeod D.S., Lutty G.S., Koslov S. Increased sensitivity of the non-human primate eye to microwave radiation following ophthalmic drug pretreament. // Bioelectromagnetics. 1992. V. 13. No. 5. P. 217-226.

142. Lai H., Horita A., Chou C.K., Guy A.W. Effects of acute low-level microwaves on pentobarbital-induced hypothermia depend on exposure orientation. // Bioelectromagnetics. 1984. V. 5. No. 2. P. 203-211.

143. Lai H. Neurological effects of radiofrequency electromagnetic radiation. // Advances in electromagnetic fields. / Ed. J.C. Lin. V.l. Electromagnetic fields physiological effects. -Plenum Press, New York and London, 1994. P. 27-81.

144. Lai H., Horita A., Guy A.W. Microwave irradiation affects radial-arm maze performance in the rat. // Bioelectromagnetics. 1994. V.15. N 2. P. 95-104.

145. Lai H., Singh N.P. Melatonin and a spin-trap compound block radiofrequency electromagnetic radiation-induced DNA strand breaks in rat brain cells. // Bioelectromagnetics. 1997. V. 18. N6. P. 446-454.

146. Laurence J.A., French P.W., Lindner R.A., Mckenzie D.R. Biological effects of electromagnetic fields mechanism for effects of pulsed microwave radiation on protein conformation. // Theor. Biol. 2000. V. 206. No. 2. P. 291-298.

147. Lebovitz R.M. Pulse modulated and continuous wave microwave radiation yield equivalent changes in operant behavior of rodents. // Physiology and Behavior. 1983. V. 30. N 6. P. 891-898.

148. Lee A.G. A consumers' guide to models of local anesthetic action. // Anesthesiology. 1979. V. 51. P. 64-71.

149. Lin J.C. The development of human exposure standards for radio frequency fields. // Радиобиология. 2000. Т. № 4. с. 425-428.

150. Litovitz T.A., Krause D., Penafiel M., Elson E.C., Mullins J.M. The role of coherence time in the effect of microwaves on ornithine decarboxilase activity. // Bioelectromagnetics. 1993. V. 14. N5. P. 395-403.

151. Lovely R.H., Mizumori S.J.Y., Johnson R.B., Guy A.W. Subtle consequences of exposure о weak microwave fields: Are there nonthermal effects? // Microwaves and Thermoregulation. /Ed. Adair E.R. New York: Academic Press, 1983. P. 401-429.

152. Lu S.-T., LebdaN., Michaelson S.M., Pettit S., Rivera D. Thermal and endocrinological effects of protracted irradiation of rats by 2450-MHz microwaves. // Radio Science, 1977, V.12, N 6(S). P. 147-156.

153. Lu S.-T., Lebda N.A., Lu S.- J., Pettit S., Michaelson S.M. Effecs of microwaves on three different strains of rats. // Radiation Research. 1987. V. 110. P. 173-191- '

154. Macdonald R.L., Rogers C.J., Twyman R.B. Barbiturate regulation of kinetic properties of the GABA receptors channel of mouse spinal neurones. // J. Physiol. 1989. V. 417. P. 483500.

155. McEven G.N., Heath J.E. Resting metabolism and thermoregulation in unrestrained rabbit. // Journal of Applied Physiology. 1973. V.35. No 6. P. 884-886.

156. McRee D.I. Determination of energy absorption of microwave radiation using the cooling curve technique. // J. Microwave Power. 1974. V. 9. No 3. P. 263-270.

157. McRee D.I. Determination of the absorption of microwave radiation by a biological specimen in a 2450 MHz microwave field. // Health Physics. 1974. V.26. No 5. P. 385-390.

158. McRee D.I., Davis H.G. Whole-body and local dosimetry in rats exposed to 2.45-GHz microwave radiation. // Health Phys. 1984. V. 46. No 2. P. 315-320.

159. McRee D.I., Davis H.G. Effects of energy absorption of orientation and size of animals exposed to 2.45-GHz microwave radiation. // Health Phys. 1987. V. 52. No 1. P. 39-43.

160. Michaelson S.M., Thompson R.A., Howland J.W. Comparative studies on 1285 and 2800 Mc/sec pulsed microwaves. // Aerosp. Med. 1965. V. 36. No 11. P. 1059-1064.

161. Michaelson S.M. Thermal effects of single and repeated exposures to microwaves. // Biologic effects and health hazards of microwave irradiation. / Ed. P. Czersky. Warsaw: Polish Med. Publ. 1974. P. 1-14.

162. Michaelson S.M. Thermoregulation in intense microwave fields. // Microwaves and thermoregulation. / Ed. E.R. Adair. New York: Academic Press, 1983. P. 283-295.

163. Michaelson S.M. Biological effects of radiofrequency radiation: concept and criteria. // Health Physics. 1991. V. 61. N. 1. P. 3-14.

164. NCRP Report N 86. Biological effects and exposure criteria for radiofrequency electromagnetic fields. USA, Bethesda: National Counsil on Radiation Protection and Measurements, 1986. - 382 p.

165. Neelakantaswamy P.S., Ramakrishnan K.P. Microwave-induced hazardous thermal stresses in the ocular lens of the human eye. // Biomedizinische Technik. 1978. V. 23. No. 5. P. 109-113.

166. Neelakantaswamy P.S., Ramakrishnan K.P. Microwave-induced hazardous nonlinear thermoelastic vibrations of the ocular lens in the human eye. // J. Biomech. 1979. V. 12. No. 3. P. 205-210.

167. Nonionizing radiation protection. / Eds. M.J. Suess, D.A. Benvell-Morison. -Copenhagen: WHO, 1989. 176 p.

168. NRPB. Restriction on Exposure to Static and Time-varying Electromagnetic Fields (EMF). Chilton, Didcot, Oxfordshire (UK): National Radiological Protection Board. 1995.

169. Osetrov A.V., Frohlich H.J., Koch R., Chilla E. Acoustoelastic effect in stressed heterostructures. //IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. 2002. V.49. No. 1. P. 9498.

170. Paulsson L.E., Hamnerius Y., Hansson H.A., Sjostrand J. Retinal damage experimentally induced by microwave radiation at 55 mW/cm2. // Acta Ophthalmol.(Copenh.). 1979. V. 57. P. 183-197.

171. Pennycuik P.R. A comparison of the effects of a variety of factors on the metabolic rate of the mouse. // Aust. J. Exp. Biol. Med. Sci., 1967. V. 45. P. 499-509.

172. Puranen L., Jokela K. Radiation hazard assesment of pulsed microwave radars. // J. Microwave Power Electromagn. Energy. 1996. V. 31. No. 3. P. 165-177.

173. Raslear T.G., Akyel Y., Bates F., Belt M., Lu S.T. Temporal bisection in rats: the effecs of high-peak-power pulsed microwave irradiation. //Bioelectromagnetics. 1993. V. 14. No. 5. P. 459-478.

174. Rosenblum L.A., Cooper R.W. The Squirrel Monkey. New York: Acad. Press, 1968.

175. Ruth R., Ginns E.I., Ho H.S., Leach W.M. Are microwave teratogenic? // Biologic effects and health hazards of microwave irradiation. / Ed. P. Czersky. Warsaw: Polish Med. Publ. 1974. P. 98-107.

176. Shandala M.G., Dumanskii U.D., Rudnev M.I. Ershova L.K., Los I.R. Study of nonionizing microwave radiation effects upon the central nervous system and behavior reactions. // Environmental Health Perspectives. 1979. V.30. P. 115-121.

177. Schrot J., Thomas J.R., Banvard R.A. Alteration of repeated acquisition in rats by microwave radiation. // "USNC/URSI Spring Meeting, Seattle, WA, 1979. Program and Abstracts". Washington, 1979. P.451.

178. Schwan H.P. Microwave and RF hazard standard considerations. // J. Microwave Power. 1982. V. 17. No l.P. 1-9.

179. Smialowitz R.J. Detection of radiofrequency radiation induced whole body heating following chemical impairment of thermoregulation. // Microwaves and Thermoregulaion. -New York: Acad. Press, 1983. P. 431-444.

180. Solon L.R. A local health agency approach to a permissible environmental level for microwave and radiofrequency radiation. // Bull. N.Y. Acad. Med. 1979. V.55. No 11. P. 12511266.

181. Stern S., Margolin L., Weiss В., Lu S-T., Michaelson S.M. Microwaves: effect on thermoregulatory behavior in rats. // Science. 1979. V.206. N 4423. P. 1198-1201.

182. Stewart-DeHaan P.J., Creighton M.O., Larsen L.E. et al. In vitro studies of microwave-induced cataract: reciprocity between exposure duration and dose rate for pulsed microwaves. // Exp. Eye Res. 1985. V. 40. No. 1. P. 1-13.

183. Takashima S., Onaral В., Schwan H.P. Effects of modulated RF energy on the EEG of mammalian brains. // Radiation and Environmental Biophysics. 1979. V. 16. P. 15-27.

184. Tell R.A., Mantiply E.D. Population exposure to VHF and UHF broadcast radiation in the United States. // Proceedings of the Institute of Electrical and Electronics Engeneers. 1980. V.68. P.6-12.

185. Tengroth J. Cataractogenesis induced by RF and MW energy. // Biological Effects and Dosimetry of Nonionizing Radiation. New York and London: Plenum Press, 1983. P. 485500.

186. Thomas J.R., Schrot J., Banvard R.A. Comparative effects of pulsed and continuous wave 2.8 GHz microwaves on temporally defined behavior. // Bioelectromagnetics. 1982. V. 3. N 2. P. 227-235.

187. Tyazhelov V.V., Tigranian R.E., Knizniak E.P. New artefact-free electrodes for recording of biological potentials in strong electromagnetic fields. // Radio Science. 1977. V. 7. P. 121-123.

188. Velizarov S., Raskmark P., Kwee S. The effect of radiofrequency fields on cell proliferation are non-thermal. // Biochemical Bioenerg. 1999. V. 48. No. 1. P. 177-180.

189. Wang В., Lai H. Acute exposure to pulsed 2450-MHz microwaves affects water-maze performance of rats. // Bioelectromagnetics. 2000. V. 21. N 1. P. 52-56.

190. Ye J., Yao K., Zeng Q., Lu D. Changes in gap junctional intracellular communication in rabbit lens epithelial cells induced by low power density microwave radiation. // Chin. Med. J. (Engl.). 2002. V. 115. No. 12. P. 1873-1876.