Эффективность применения транскраниальных магнитных воздействий при проведении реабилитационных мероприятий распространенных неинфекционных заболеваний

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

Хронические неинфекционные заболевания в настоящее время остаются ведущей причиной смертности, инвалидизации населения и больших трудовых потерь, приобретая устойчивые признаки эпидемии (Р.Г. Оганов, 2009; В.И. Стародубов, 2013; Е.И. Чазов 2013; С.А. Бойцов, 2015; ВОЗ, 2012). При этом, высокие уровни преждевременной смертности от ХНИЗ среди лиц трудоспособного возраста относятся к наиболее значимым не только медицинским, но и медико-социальным проблемам (С.А. Бойцов, 2015).

Наибольшее социальное значение имеют болезни системы кровообращения, среди которых лидируют такие как артериальная гипертония, ишемическая болезнь сердца, цереброваскулярные заболевания. У половины таких пациентов в качестве сопутствующей патологии выявляют метаболический синдром, включающий ожирение, артериальную гипертензию, дислипидемию и инсулинорезистентность или сахарный диабет. Ежегодно сердечно-сосудистые заболевания уносят жизни миллионов людей во всём мире. В 2010 году на нашей планете только от инфаркта миокарда умерло 4,5 млн. человек (В.М. Клюжев и соавт., 2012). Показатели смертности от этих заболеваний в России намного выше, чем в развитых странах, и достигает 1,250 миллионов человек в год (World Health Organization, «World health report», 2004).

Значимой причиной инвалидизации населения остается инсульт головного мозга. Согласно статистике ВОЗ, только в США каждый шестой житель подвергается заболеваниям мозга с потерей трудоспособности, а у 97% из них наблюдаются расстройства психики, возникают парезы или параличи, эпилептические припадки, полная или частичная утрата речи, зрения, слуха. Среди сосудистых поражений головного мозга ведущее место занимают церебральные ишемии. Так, в странах СНГ заболеваемость составляет от 2,0 до 2,5 на 1000 жителей, а в возрасте от 50 до 59 лет - 20,8 на 1000 жителей (М.М. Одинак с соавт., 2007). Ишемическое поражение мозга развивается в 4-5 раз чаще, чем геморрагическое, а по данный международных мультицентровых исследований, их соотношение составляет 85 и 15 (Е.И. Гусев и др., 2012).

В основе развития подавляющего большинства хронических неинфекционных заболеваний лежат типические патологические процессы, представляющие собой комплекс взаимосвязанных изменений повреждения и одновременно развивающихся механизмов защиты, компенсации, репарации и адаптации.

Несомненные успехи в области фармакологии чаще всего позволяют купировать эти патологические состояния, однако в стратегическом плане проблема оздоровления пациентов с соматическими заболеваниями далека от своего решения, поскольку лекарственные препараты, как правило, обладают побочным действием, их длительное применение сопровождается привыканием, для них не характерна системность воздействия.

С другой стороны, в качестве действенной альтернативы выступают технологии и методы восстановительной медицины, обладающие ярко выраженным терапевтическим эффектом, способностью активизировать саногенетические процессы в различных функциональных системах, отсутствием нежелательных эффектов. Эта лечебно-профилактическая парадигма уже получила многочисленные клинические подтверждения при применении минеральных вод, физических нагрузок, факторов горной местности и т.п. Одновременно стали накапливаться факты, что подобным эффектом могут обладать и некоторые физиотерапевтические технологии, и особенно те из них, биологический потенциал которых реализуется в центральных механизмах регуляции различных функций, в частности, в центральной нервной системе.

Не вызывает сомнений, что транскраниальные воздействия потенциально могут модифицировать различные функции головного мозга, изменяя скорость проведения нервных импульсов, параметры вегетативной регуляции, активность ноцицептивных механизмов, тонус кровеносных сосудов, а через изменение секреции гормонов (как гипоталамо-гипофизарной системы, так и периферических эндокринных желез) - модифицировать течение метаболических реакций. Перспективность такого способа воздействий в терапевтическом плане ранее подтвердили исследования Ореховой Э.М. (2002-2012) при лечении гипертонической болезни, Вечеровой С.М. (2005) и Шинкоренко О.В. (2016) - у больных с нарушениями мозгового кровообращения, Кескина Х.А. (2012) - при терапии болевого синдрома при дорсопатиях, Гущиной Н.В. (2012) - для коррекции нарушений обмена веществ при сахарном диабете, Лаврентьевой О.В. (2016) - у пациентов с метаболическим синдромом.

Конкретным направлением инновационного развития физических методов лечения выступает транскраниальные магнитные воздействия (ТМВ), которые могут быть реализованы посредством импульсов магнитного поля высокой интенсивности (транскраниальная магнитная стимуляция), а также в виде низкочастотной магнитотерапии бегущим магнитным полем (Т.В. Головочева с соавт., 2013). Неоспоримым преимуществом таких технологий выступает возможность оптимально сочетания локальности воздействия и общих ответных реакций со стороны различных органов и систем пациента вследствие влияния на центральные механизмы регуляции гомеостатических параметров.

Однако исследования в этом направлении носят узко направленный, локально ориентированный характер, что существенно ограничивает разработку алгоритмов и методологии системного применения транскраниальных воздействий при проведении медицинской реабилитации пациентов с распространенными неинфекционными заболеваниями, а также выделение наиболее общих критериев эффективности с учетом их влияния на типические патологические процессы и общепатологические механизмы.

Степень разработанности темы исследования.

В настоящее время имеются достаточно веские основания для применения в коррекции гемодинамических нарушений транскраниальных магнитных воздействий, обладающих противовоспалительным, обезболивающим, трофико-регенераторным действием и способностью улучшать микрогемодинамические параметры за счёт увеличения числа активно функционирующих капилляров на единицу объёма ткани. Кроме того, в последние годы был проведен ряд исследований, доказывающих, что применение ТМВ оказывает адекватное модулирующее влияние на систему вегетативной и гуморальной регуляции, обеспечивающее усиление транспортной функции крови и поддержание адаптивных свойств организма.

Ранее системный подход к применению технологии ТМВ на основе их влияния на общепатологические механизмы развития хронических неинфекционных заболеваний в медицинской практике не применялась. Все вышеизложенное обосновывает необходимость постановки данного исследования.

Цели и задачи.

Цель исследования: научно обосновать и разработать многоцелевую стратегию и оценить клиническую эффективность применения транскраниальных магнитных воздействий при проведении реабилитационных мероприятий распространенных неинфекционных заболеваний.

Задачи исследования:

1. Изучить механизмы влияния транскраниальных магнитных воздействий на различные функциональные системы: ноцицептивная система, гемодинамика, микроциркуляторно-тканевая система, обмен веществ и его гормональная регуляция.

2. Оценить клиническую эффективность применения транскраниальных магнитных воздействий при проведении медицинской реабилитации артериальной гипертонии, острой фазы ишемического инсульта, метаболического синдрома.

3. Изучить отдаленные результаты терапевтического применения транскраниальных магнитных воздействий у пациентов с распространенными неинфекционными заболеваниями.

4. Выявить основные предикторы эффективности применения транскраниальных магнитных воздействий при различных неинфекционных заболеваниях.

5. Разработать алгоритм и методологию системного подхода применения транскраниальных магнитных воздействий при проведении реабилитационных мероприятий.

Научная новизна.

Впервые проведены системные исследования, направленные на коррекцию типических патологических процессов на основе применения транскраниальных магнитных воздействий, что существенно расширяет базу лечебно-восстановительных технологий медицинской реабилитации.

Впервые патогенетически обоснована целесообразность комплексного применения ТМТ для восстановительной коррекции пациентов артериальной гипертонией. Показано, что сочетанное применение данных факторов сопряжено с потенцирующим влиянием на систему нейрогуморальной регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы и протекания обменных процессов, направленных на поддержание жизнедеятельности и адаптивных свойств организма.

Впервые проведено углубленное изучение механизмов корригирующего воздействия на ключевые звенья патогенеза МС, гормональную регуляцию метаболических процессов и микрогемодинамику курсового применения транскраниальной магнитотерапии. Установлено, что формирующиеся под влиянием ТМТ эндокринные реакции по принципу перекрестной адаптации способствуют кумуляции адаптационного потенциала организма в системе энергетического метаболизма с последующей его реализацией через активацию саногенетических процессов.

Установлено, что применение ТМС в сочетании с магнитной стимуляцией периферического отдела нервной системы существенно ускоряет восстановление двигательных функций у больных после ишемического инсульта.

Доказано, что клинический эффект развивается как за счет стимуляции двигательных центров головного мозга и афферентных структур нервно-мышечного аппарата и активации дополнительных межнейрональных синаптических контактов, так и посредством местных реституционных механизмов саногенеза в виде снижения отека, улучшения микроциркуляции, восстановления церебральной гемодинамики и уменьшения размеров ишемической полутени.

Разработана методология применения транскраниальных магнитных воздействия с учетом функционального системного подхода и алгоритмизации корригирующего воздействия, которая позволяет добиться повышения клинической эффективности при проведении медицинской реабилитации больных с гемоциркуляторными и дисметаболическими нарушениями.

Учет и реализация разработанных концептуальных положений, основанных на системном подходе и положениях теории функциональных систем, обеспечивает поддержание функциональных резервов человека за счет усиления энергопластического обмена, активации стресс-лимитирующих механизмов защиты структурно-функциональной целостности клеточных мембран и органов, расширения регуляторных возможностей нейрогуморальной системы по сохранению саморегулируемых функциональных систем и организма в целом.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Теоретическая значимость исследования состоит в изучении системных механизмов реализации неспецифического потенциала транскраниального магнитного фактора с учетом его активирующего влияния на реституционные процессы сано- и адаптогенеза в условиях курсового применения. Доказана целесообразность включения транскраниального магнитного фактора в комплексные программы медицинской реабилитации хронических неинфекционных заболеваний.

Установлена предикторная значимость исходных переменных морфофункционального статуса в оценке эффективности проводимой коррекции, что определяет показания и противопоказания к применению ТМВ в соответствии с принципами доказательной медицины и позволяет с высокой степенью вероятности выбрать наиболее оптимальную схему комплексного применения данных факторов для лечения больных с хроническими неинфекционными заболеваниями.

На основании проведенных исследований разработаны новые лечебно-восстановительные технологии использования лечебных физических факторов для коррекции общепатологических процессов различного характера, что позволило повысить эффективность лечения хронических неинфекционных заболеваний на 18-41%.

По результатам проведенных исследований разработан и внедрен в клиническую практику новый эффективный метод терапии и реабилитации больных метаболическим синдромом, основанный на курсовом применении транскраниальных магнитотерапевтических воздействий.

Разработанные технологии медицинской реабилитации больных артериальной гипертонией и МС обеспечивают выраженный клинический эффект в течение 6 месяцев по отдаленным результатам оценки основных клинических проявлений заболевания и динамики показателей сердечно-сосудистой системы.

Доказана клиническая эффективность сочетанного применения метода ТМС и магнитной стимуляции периферического отдела нервной системы в восстановлении двигательных функций у больных первичным ишемическим инсультом в бассейне средней мозговой артерии.

В целом, полученные в работе материалы и теоретические обобщения могут быть использованы для организации и проведения медицинской реабилитации больных ХНИЗ на основе использования немедикаментозных технологий коррекции гемоциркуляторных и дисметаболических нарушений в лечебно-профилактических учреждениях, располагающих аппаратными комплексами для проведения транскраниальных магнитотерапевтических воздействий.

Методология и методы исследования.

Методологической основой диссертационной работы послужили исследования отечественных и зарубежных ученых в области изучения проблемы распространенных неинфекционных заболеваний, включающих гемоциркуляторные и дисметаболические нарушения, саногенетического влияния преформированных физических факторов и сформулированные на их основе подходы к проведению комплексной медицинской реабилитации больных ХНИЗ.

При проведении исследования и изложении материала были применены комплексный анализ и системный подход на основе клинического наблюдения и сравнения, а также дедуктивного обобщения. Доказательность выполненного исследования соответствует II классу (уровень В) в рейтинговой системе оценки и основывается на проведении проспективного контролируемого рандомизированного исследования. Эмпирический аппарат исследования составляли общеклинические, физиологические, лабораторные, функциональные, инструментальные и биохимические методы. Математический анализ результатов проведенных исследований проведен с использованием методов параметрической и непараметрической вариационной статистики, включавшей парную линейную и ранговую корреляцию, множественный корреляционный анализ, анализ временных рядов.

Положения, выносимые на защиту.

1. Курсовое применение транскраниальных магнитных воздействий направлено на активацию реституционных механизмов сано- и адаптогенеза, поддержание функциональных резервов человека за счет усиления энергопластического обмена и регуляторных возможностей нейрогуморальной системы по поддержанию адаптивных свойств организма. Совокупность выявленных эффектов способствует существенному расширению диапазона адаптивных реакций со стороны сердечно-сосудистой системы, обладает вазопротекторным действием, увеличивая резервные возможности микроциркуляторного русла и вызывая выраженную активацию антиоксидантного потенциала организма.

2. Применение ТМТ у больных артериальной гипертонией 1 степени способствует более выраженному регрессу основных клинических проявлений заболевания за счет проявления центрального симпатолитического и седативного эффектов, восстановления вегетативной регуляции артериального давления и микрогемодинамики, снижения общего периферического сопротивления сосудов на фоне улучшения диастолической функции левого желудочка и урежения частоты сердечных сокращений.

3. В основе механизма восстановления двигательных функций у больных после ишемического инсульта при применении ТМС лежит усиление нейропластических процессов в коре головного мозга, активация дополнительных межнейрональных синаптических контактов, повышение функциональной активности пирамидного пути, а также местные реституционные процессы саногенеза (снижение отека, улучшение микроциркуляции, восстановление церебральной гемодинамики).

4. Факторами, характеризующими исходное состояние больных и определяющими эффективность применения транскраниальных магнитных воздействий являются: для артериальной гипертонии - исходный уровень систолического АД, длительность заболевания, коэффициент атерогенности и индекс массы тела; для метаболического синдрома - исходный уровень инсулина в крови, возраст пациентов, индекс массы тела и коэффициент атерогенности; для синдрома цефалгии - выраженность болевого синдрома про шкале ВАШ, длительность заболевания, концентрация в крови в-эндорфина и субстанции Р.

5. Разработанная методология применения транскраниальных магнитных воздействий на основе функционального системного подхода и алгоритмизации корригирующего воздействия позволяет добиваться реализации конечного результата в виде повышения клинической эффективности при проведении медицинской реабилитации больных с гемоциркуляторными и дисметаболическими нарушениями.

Степень достоверности и апробация результатов.

Степень достоверности результатов исследования подтверждается проведением проспективных контролируемых сравнительных рандомизированных исследований в соответствии с поставленными задачами, позволяющих получать объективную и воспроизводимую информацию, применением в исследованиях апробированного научно-методического аппарата, обеспечивающего представительность и достоверность данных, корректность методик исследования и проведённых расчётов, а также аналитическими (статистическими) методами описания полученных результатов.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на XХ Международном симпозиуме «Актуальные проблемы восстановительной медицины, курортологии, физиотерапии, спортивной медицины и физиотерапии» (Лугано, Швейцария, 2013); Российско-итальянском симпозиуме «Актуальные проблемы физической и восстановительной медицины, бальнеологии, спортивной и термальной медицины (Искья, Италия, 2014); ХХIII Международном симпозиуме «Актуальные проблемы восстановительной, физической и спортивной медицины, лечебной физкультуры, курортологии и физиотерапии» (Фьюджи, Италия. 2015); I Международном Конгрессе «Физиотерапия. Лечебная физкультура. Реабилитация» (Москва, 2015); заседании Научно-методического совета ФГБУ «РНЦ МРиК» Минздрава России (2017).

Публикации.

По материалам проведенных исследований опубликовано 35 работ, из них 12 статей в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ и 1 патент.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 268 страницах, состоит из введения, 7-ми глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, содержащего 358 источника (257 отечественных и 101 иностранных), иллюстрирована 42 таблицами и 18 рисунками.

магнитотерапия менопаузальный болевой инсульт

ГЛАВА 1. ТРАНСКРАНИАЛЬНАЯ МАГНИТОТЕРАПИЯ - НЕКОТОРЫЕ ИТОГИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ В ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ МЕДИЦИНЕ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)

1.1 Биологические эффекты магнитного поля

Формирование жизнь на нашей планете происходило на фоне (или при участии) магнитных полей (МП), что, естественно, внесло определенный вклад в структурные и функциональные особенности всего живого. Не вызывает сомнений, что развитие биологических ритмов живых существ в процессе филогенеза не обошлось без участия внешних ритмов магнитного поля Земли. Эта взаимосвязь была отмечена еще с древних времен и эпизодические попытки использовать магнитные поля в лечебных целях прослеживаются из глубины веков. Однако официальной датой рождения магнитобиологии следует считать 1780 год, когда врачи Анри и Туре на заседании Королевского медицинского общества впервые сообщили о возможности лечебного применения магнитов. После этого магнитотерапия приобрела целенаправленный и систематический характер (Г.Р. Соловьева, 1991; Ю.А. Хoлoдoв, 1989, 1995).

Исследования последних лет убедительно показала фундаментальную роль магнитных воздействий в механизмах течения химических реакций; была доказана эффективность влияния на химические и биохимические процессы даже слабых магнитных полей. Проблемы взаимодействия магнитных полей и живых систем являются основой новой области биологии - магнитобиологии или электромагнитобиологии (С.А. Павлович, 1985; Ю.А. Хoлoдoв, 1991-1995).

Магнитное поле представляет собой вид материи, оно проявляется силами Лоренса: силой притяжения движущихся разноименных зарядов и однонаправленных токов и силой отталкивания одноименно движущихся зарядов и противоположно направленных токов, то есть магнитные поля осуществляется связью между электрическими токами и зарядами. Источником МП могут быть намагниченные тела, проводник по которому идет электрический ток и движущиеся электрические заряды тела.

По отношению к магнитному полю вещества могут быть разделены на диамагнитные и парамагнитные. В веществах (некоторые металлы - висмут, серебро и не металлы - фосфор, сера, углерод, вода, большинство органических веществ, в частности, углеводы, белки) магнитные моменты электронов разнонаправлены и взаимно нейтрализуются. В парамагнитных веществах (щелочные и щелочноземельные металлы, водные растворы металлов и элементы группы железа) подобной нивелировки магнитных моментов электронов нет. Вещества, входящие в состав ткани живого организма, относятся к группе диамагнитных.

Магнитная проницаемость различных тканей близка к единице, то есть практически сопоставима с таковой для вакуума. В связи с этим, по мнению A.M. Демецкого с соавт. (1991 1995), внешнее МП почти не оказывает избирательного действия на различные тканевые структуры.

В.М. Аристархов (1979) объясняет магнитно-биологический эффект МП следующими положениями: существование свободных радикалов, взаимодействующих с МП; изменение скорости и механизма диффузии в клеточной мембране; полупроводниковым эффектом в молекулах ДНК и белках в МП; изменением ротационной поляризации молекул, обладающих активным центром; изменением валентных углов связи в парамагнитных молекулах; возникновением орто- и парапереходов в молекулах воды; изменением ориентации спинов молекул.

В настоящее время принято считать при рассмотрении механизмов взаимодействия переменного магнитного поля с организмом ведущим действующим фактором вихревое электрическое поле, возникающее вследствие электромагнитной индукции. Векторы напряженности электрических полей, индуцируемых в биологических тканях переменными магнитными полями, всегда направлены перпендикулярно векторам магнитной индукции, а их силовые линии имеют форму замкнутых витков вихрей. Напряженность вихревых электрических полей, индуцированных магнитными полями, используемыми в физиотерапии, достигает 50 мВ. Электрические поля такой напряженности способны вызвать перемещение заряженных частиц через мембрану, что существенно изменяет их поляризацию и активизирует биофизические и биохимические процессы в различных тканях организма (В.Г. Ясногородский, 1992).

Плотность распределения индуцированного электрического поля, определяемая топографией его силовых линий, пропорциональна напряженности магнитного поля и зависит от направления вектора магнитной индукции. На результирующую картину индуцируемого электрического поля в организме оказывают влияние и потенциальные электрические поля, возникающие в результате взаимодействия заряженных частиц с вихревыми электрическими полями на границах раздела проводящих и слабо проводящих тканей.

Указанные особенности приводят к изменению жидкокристаллического состояния фосфолипидных компонентов биологических мембран, снижению электрокинетического потенциала и индукции фазовых гель-золь переходов в цитоплазме. Таким образом, переменные магнитные поля способны модулировать физико-химические свойства, а также метаболическую и ферментативную активность клеток и тканей организма (Н.А. Коршунова 1995, Ю.А. Холодов, 1995).

Интенсивное накопление новых сведений о действии МП на человека и животных, разнообразные методики и многочисленные прецеденты применения магнитов в медицинской практике обусловили потребность в широком обсуждении и обобщении имеющейся научной информации для координации дальнейших исследований. Высказано предположение о том, что центральная нервная система вовлекается в физиологические механизмы регуляции при воздействии магнитным полями (Холодов Ю.А., 1989).

В oрганизмe млeкoпитающих на МП рeагируют всe систeмы, нo наибoлee рeактивными являются тe, кoтoрыe выпoлняют рeгулятoрныe функции (нeрвная, эндoкринная и крoвeнoсная). Максимальнoй чувствитeльнoстью к МП oбладают клeтки с высoким урoвнeм энeргeтичeскoгo oбмeна, тo eсть быстрo размнoжающиeся клeтки, а такжe клeтки нeрвнoй систeмы, кoтoрыe наибoлee чувствитeльны к нарушeниям энeргeтичeскoгo oбмeна (С.Ю. Пoдтаeв, E.Ф. Фeдoрoв, 1995).

На нeрвную систeму магнитные поля oказывают прeимущeствeннo тoрмoзнoe дeйствиe, угнeтая услoвныe и бeзуслoвныe рeфлeксы, измeняя элeктрoэнцeфалoграмму в стoрoну прeoбладания мeдлeнных ритмoв и умeньшая частoту элeктричeских разрядoв oтдeльных нeйрoнoв (Н.И.Артюхина, 1988; Р.Ф.Гимранов, 1999). При этoм в клeтках нeйрoглии измeняются биoхимичeскиe прoцeссы. Элeктрoннoмикрoскoпичeскиe исслeдoвания oбнаружили нарушeния структуры митoхoндрий в нeрвных клeтках (Ю.Н.Кoрoлeв, 1997). Изoлирoванныe структуры мoзга рeагирoвали на МП более интeнсивно, чeм цeлoстный мoзг, чтo свидeтeльствуeт o нeпoсрeдствeннoм дeйствии этого фактора на нeрвную ткань. Гипoфиз в oтвeт на магнитнoe вoздeйствиe измeнял прoдукцию гoрмoнoв и прeждe всeгo гoнадoтрoпных. Значитeльныe мoрфoлoгичeскиe измeнeния наблюдали в пoлoвых жeлeзах (oсoбeннo мужских), в надпoчeчниках и щитoвиднoй жeлeзe. Измeнeния в крoвeнoснoй систeме выражались в расширeнии сoсудoв и крoвoизлияниях. В крoви наблюдались увeличeниe числа лeйкoцитoв, измeнeниe свoйств трoмбoцитoв и СOЭ. Рeакции экспeримeнтальных животных на магнитное поле oбычнo нoсили oбратимый характeр.

Нeсмoтря на тo, чтo в oрганизмe нe найдeнo спeциальных рeцeптoрных зoн, вoспринимающих магнитныe кoлeбания (Г.Е. Григорян, 1999), eсть дoстoвeрныe свeдeния o влиянии eстeствeнных магнитных пoлeй на высшиe цeнтры нeрвнoй и гумoральнoй рeгуляции, на биoтoки мoзга и сeрдца, на прoницаeмoсть биoлoгичeских мeмбран, на свoйства вoдных и кoллoидных систeм oрганизма (E.Ф.Лeвицкий, 2001).

Oбщнoсть сущeствующих тeoрий магнитнoгo вoздeйствия заключаeтся в признании адаптивнo-приспoсoбитeльных рeакций на функциoнальнoм и структурнoм урoвнях oрганизации чeлoвeка в oтвeт на адeкватнoe примeнeниe магнитнoгo пoля (Л.Х. Гаркави, Е.Б. Квакина, 1991). Исслeдoвания на клeтoчнoм урoвнe пoказали, чтo влияниe МП на oрганизм и любую биoсистeму зависит oт мнoгих фактoрoв, кoтoрыe принятo называть биoтрoпными. Пoд биoтрoпными парамeтрами МП пoнимают такиe eгo физичeскиe характeристики, измeнeниe кoтoрых пo вeличинe или направлeнию влeчeт за сoбoй измeнeниe (качeствeннoe или кoличeствeннoe) мoрфoфункциoнальных пoказатeлeй oрганoв и систeм, внутрeннeй срeды и всeгo организма в цeлoм (Л.Х. Гаркави, Е.Б. Квакина, 1990).

Ученые различных школ и направлений, занимающиеся проблемами электромагнитной биологии, свидетельствуют, что человеческий организм, независимо от значения напряженности, уровня частот и других биотропных параметров МП, чрезвычайно чувствителен к ним. При астрофизическом анализе гелиобиологических эффектов по отношению к биосистемам на основе имеющихся наблюдений было высказано предположение, которое позже было подтверждено экспериментально, что МП с частотой и напряженностью, характерной для естественных магнитных полей, могут вызывать изменения в процессах жизнедеятельности организма на различных уровнях : в функционировании головного мозга и миокарда (Волынский А.М., 1982).

Интересные наблюдения были проведены P.V. Sanker Narajan и S. Subrahmaja (Sanker Narajan P.V. et al., 1982; Subrahmajan S. Et al., 1985), в которых изменения электрофизиологических, нейро- и биохимических показателей регистрировалось при действии электромагнитного поля в полосе частот 0,01…20 Гц с индукцией 5 и 50 нТл. При этом было отмечено, что выраженность эффектов зависела от ориентации организма к ГМПЗ. Включение в сферу биологических исследований изучения ГМПЗ и, в частности, его влияния на биологические ритмы, обусловило развитие экологического направления магнитобиологических исследований. Известно, что изменение биологических ритмов является одним из первичных компонентов адаптационных реакций организма.

Пространственная неоднородность магнитных полей (наиболее выраженная у бегущих полей) вызывает в электропроводящих движущихся средах (кровь, лимфа) формирование магнитодинамических сил. Эти силы вызывают дополнительное перемещение ионов в потоке, что увеличивает вероятность их участия в химических реакциях. Пространственно-временная неоднородность поля приводит к возникновению разнонаправленных механических моментов во время первой и второй фазы периода колебаний магнитного поля, в результате чего усиливаются конвенционные процессы в клетках, движущихся биологических жидкостях и активизируется их метаболизм (Комарова Л.А. Ахтырский В.И., 1998).

За счет периодического изменения ориентации нескомпенсированных спиновых магнитных моментов свободных радикалов низкочастотное магнитное поле может существенно изменять (путем индукции синглет- триплетного перехода) скорость перекисного окисления липидов. Это способствует активизации трофических процессов в органах и тканях, устраняет инфильтрацию и ускоряет эпителизацию ран (Соляник В.В., 1990).

Биологическая активность переменных магнитных полей обусловлена также и индуцируемыми в организме электрическими полями и токами. В результате увеличивается скорость проведения потенциалов действия по нервным проводникам и уменьшается периневральный отек. Восстановление функциональных свойств нейролеммы приводит к ослаблению, а затем и прекращению пульсации из болевого очага. Следовательно, переменное магнитное поле (ПеМП) оказывает возбуждающее действие на нервную систему в отличие от постоянного. Кроме того, ПеМП нормализует вегетативные функции организма, уменьшает повышенный тонус сосудов (Н.Е. Мольская, Э.П. Елсукова, 1996). За счет увеличения колебательных движений форменных элементов и белков плазмы крови происходит активизация локального кровотока (A.M. Деменцкий, С.Ф. Сурганова, 1979).

Доказано, что при воздействии ПеМП на голову, прежде всего, реагирует гипоталамус, затем кора большого мозга и ретикулярная формация. При тотальном воздействии ПеМП индукцией 10 мТ в течение 15-30 минут отмечено повышение функциональной активности нейронов и глиоцитов коры больших полушарий, продолжительностью около 1 часа, особенно в зонах, ответственных за вегетативные функции (Стрелкова Н.И., 1984).

О влиянии ПеМП на процессы активного и пассивного транспорта в наружной мембране в связи с нарушением связывания Са²⁺ на поверхности самой мембраны и в саркоплазматическом ретикулуме клетки сообщалось еще в 70-е годы (Холодов Ю.А., Шишло М.А., 1979). Изучалось Са²⁺-блокирующее и Мg²⁺ - накапливающее действие ПеМП с возможной линейной зависимостью убывания Са²⁺ и накапливания Мg²⁺ от частоты поля (Weaver James C. et al. 1998; Weaver J.C. and R.D. 1990). Под действием ПеМП в тканях происходит снижение содержания Na⁺ при одновременном повышении концентрации ионов К⁺ (Mayumi Obo et al., 2002; Потапенко Т.П., Кучко А.Н., Хиженков П.К., 2000; Koch С.L.M. Baureus et al. 2003; Harakawa Sh. et al. 2004).

Важным свойством биологического действия ПеМП является информационный и модулирующий характер его влияния на нервную систему. Так, в опытах Ю.А. Холодова (1982) при омагничивании головы кролика наибольшая реакция на такое воздействие отмечалась в тех структурах, которые в этот момент находились в возбуждённом состоянии.

Низкочастотные магнитные поля усиливают образование релизинг- факторов в гипоталамусе и тропных гормонов гипофиза, которые стимулируют функцию надпочечников, щитовидной железы, половых органов и других эндокринных желез (В.А. Викторов, Ю.В. Майков, 1996).

В основе реакций органов и систем организма на МП лежит как местный, так и гуморальный рефлекторный механизм действия, возникающий в результате физико-химических изменений в тканях. И хотя у человека не найдено специфических рецепторов, воспринимающих МП, в результате изменения гемодинамики и метаболизма самих тканей и клеток, окружающих различные типы рецепторов происходит модуляция их деятельности (Е.Б. Романова, 1997).

Весьма чувствительными к воздействию МП являются иммуноком- петентные органы. Так, Саранчук М.Л. с соавт. (1998) отмечают активацию физиологических механизмов иммунологической реактивности, увеличение количества лимфоцитарных клеток и иммуноглобулинов различных классов в периферической крови, оптимизацию соотношения между популяциями и субпопуляциями лимфоцитов, возрастание коэффициента резистентности. Кроме того, В.М. Боголюбов (1985) подчеркивает важную роль нейроэндокринных перестроек, возникающих при действии МП, в изменении клеточного состава периферической крови.

Н.Н. Алиев (1976) установил двухфазный характер фагоцитарной активности макрофагов под влиянием МП: стимуляция к 3-й процедуре, пик к 7-, 8-й и постепенный спад. Некоторые авторы считают, что МП оказывает на фагоцитоз прямое действие и опосредованное через нейро-гуморальное звено с включением адреналиноподобных веществ, гормонов коры надпочечников, калликреин-кининовой системы (Белоусов Т.Е. 1998; A.B.Беседин, 2008).

В перестройке перечисленных систем ведущая роль принадлежит нервной системе. По чувствительности к МП структуры головного мозга располагаются в следующем порядке: гипоталамус, гиппокамп, гипофиз. Конкретно воздействие МП (50 Гц; 20 мТл) повышает активность гипофиза, что свидетельствует о высокой магниточувствительности этого отдела мозга.

Возбуждение высших отделов нейроэндокринной системы вызывает цепную реакцию активации эндокринных желез-мишеней, а затем то многочисленное разветвление метаболических реакций, которые составляют реакцию адаптации (Мишкова С.Е., 2000). Формирование этой реакции наиболее эффективно при взаимодействии на голову человека. Также выражен эффект от воздействия на биологически активные точки (Егоров В.Н., 1995; В.А. Дробышев с соавт., 2000).

Значительное количество работ посвящено изучению влияния МП на периферическое кровообращение. При артериальной и венозной недостаточности улучшается местная циркуляция, нормализуется осмотическое давление, исчезает отечность ткани, улучшается транспортировка и утилизация кислорода в тканях (В.И. Мидленко с соавт., 1995). Б.И. Горнаев и соавт. (1985) открыли феномен ускорения кровотока, быстрое устранение застойных явлений, увеличение диаметра артериального колена до 20% и повышение парциального напряжения кислорода в тканях, что улучшало трофику ткани и стимулировало репаративные процессы.

Большинство авторов считают, что из эффектов МП наиболее выраженными являются противовоспалительный, противоотёчный, спазмолитический (Деген И.П. 1997, Бойко И.П., Карлышев J1.H., Зирина К.П., 1999).

В настоящее время не вызывает сомнения то, что живые организмы широко используют электромагнитные поля для поддержания контакта с внешней средой (Темурьянц Н.А., 1989). Нельзя не согласиться с тем, что чрезвычайно высокая чувствительность живых организмов к МП является одним из самых необычных свойств. Так, например, экспериментально установлено, что восприимчивость организмов к внешним магнитным полям низкой и сверхнизкой частоты по напряженности соответствует величинам порядка 0,1 В/м; 0,1 нТл (Темурьянц Н.А. с соавт., 1992). Эти факты закладывают реальную основу об использовании представителями животного мира этой высокой чувствительности в целях ориентации. Однако, по прежнему неизвестно, каким образом воспринимается МП, нет ясности в механизмах реагирования и не найдено объяснение столь высокой степени чувствительности к их динамическим изменениям. С.А. Павлович настаивает на том, что сами органы и ткани (жидкие и плотные) теплокровных животных магнитовосприимчивы и магнитоиндуктивны (Павлович С.А., 1985). Самый большой уровень диамагнетизма имеет мозговая ткань, незначительно варьируя у большинства видов от -0,51?10^-6 до -0,53?10^-6 , затем мышцы, сердце, селезенка, печень, кровь. Для ткани мозга человека с высоким диамагнетизмом показано, что магнитная восприимчивость мозжечка составляет -0,57?10^-6, а в мозговой ткани больших полушарий -0,68?10^-6.

Несмотря на разнообразие подходов и многочисленность исследований, направленных на изучение влияния магнитных полей различного происхождения на нервную систему и опосредуемые через нее реакции организма, в настоящее время не представляется возможным вести корректные рассуждения о механизмах действия и реализации эффектов этого фактора. Пока что все проводимые исследования только способствуют накоплению информации об изменениях психофизиологических, поведенческих, двигательных и других реакций на уровне целостного организма при воздействии МП. Внимание многих исследований приковано к изучению психофизиологического состояния людей, подвергавшихся воздействию ЭМП. Так установлено, что переменное МП (50 Гц) способно приводить к нарушению равновесия между процессами возбуждения и торможения, что проявляется в изменениях некоторых реакций.

В экспериментальной биологии и медицинской практике накоплен громадный эмпирический опыт об эффектах ЭМП, требующий систематизации и теоретического осмысления для расшифровки механизмов их действия на живые объекты. Обилие гипотез по этой проблеме свидетельствует скорее о ее нерешенности, чем о достаточном уровне понимания механизмов взаимодействия живого с естественными и искусственными МП. В попытках добиться решения этой проблемы следует исходить из того, что организм представляет собой многоуровневую иерархическую организацию. Особенности структуры каждого их этих уровней предопределяют характерную избирательность взаимодействия по различным параметром МП. В связи с этим для осмысления механизмов действия МП на живые системы выделяют следующие уровни, на которых взаимодействие прослеживается достаточно явно: ядерно-молекулярный (электронно-ядерный и ионно-молекулярный); цитохимический уровень; мембранный уровень; тканевой уровень; органный уровень; системный уровень; межсистемный и общесистемный уровни; межличностный уровень (биомагнетизм).

В работах, описывающих процессы, моделирующие движение крови по сосудам, отмечается, что эффект снижения скорости потока возможен лишь в крупных сосудах в условиях действия МП значительной интенсивности. Так, замедление потока на 25% может наблюдаться в полях с индукцией около 10 Тл (Вананг В.К., Кузнецов А.П., 1989). Практика показывает, что воздействие слабых МП на организм человека существенно снижает артериальное давление, что находится в противоречии с данной теорией и говорит о других механизмах действия МП (Артюхина Н.И. с соавт., 1988). Экспериментально доказана ориентация ДНК под воздействием постоянного МП (Артюхина Н.И. с соавт., 1988). Понимание процессов, происходящих в клеточной мембране, ведет, по мнению ряда авторов, к объяснению механизмов биологического действия низкочастотного МП на живые системы (Сухотник И.Г., 1990; Соловьева Г.Р., 1991). На основе этих предположений была сформирована концепция электрохимического информационного переноса ионов через мембраны, исходя из, которой была предложена импульсная форма МП, вызывающая определенные магнитобиологические эффекты. Многие исследователи отводят мембране основную роль при действии МП (Артюхина Н.И. с соавт., 1988).

Действие магнитного поля на центральную нервную систему характеризуется изменением поведения организма, его условно-рефлекторной деятельности, физиологических и биологических процессов (Илларионов В.Е., 2006). Магнитобиологические изменения возникают за счет стимуляции процессов торможения, что объясняет седативный эффект и благоприятное действие магнитного поля на сон и эмоциональное напряжение. Наиболее выраженная реакция со стороны ЦНС наблюдается в гипоталамусе, далее следуют кора головного мозга, гиппокамп и ретикулярная формация среднего мозга. Со стороны гипоталамуса, под действием магнитного поля, отмечается синхронизация работы секреторных клеток, усиление синтеза и выведение нейросекрета из его ядер. Одновременно происходит усиление функциональной активности всех долей гипофиза. Однако при длительных и мощных воздействиях может возникнуть, угнетение нейросекреторной функции и развитие продуктивно-дистрофических процессов в клетках ЦНС. Под влиянием магнитного поля с индукцией малой интенсивности снижается тонус церебральных сосудов, улучшается кровоснабжение мозга, происходит активация азотистого и углеводно-фосфорного обмена, что повышает устойчивость мозга к гипоксии.

В периферической нервной системе при локальном воздействии магнитного поля отмечается снижение чувствительности периферических рецепторов, что определяет развитие обезболивающего эффекта. Улучшение проводимости, оказывает благоприятное влияние на процессы восстановления функций травмированных периферических нервных окончаний за счёт улучшения роста аксонов, миелинизации и торможения развития в них соединительной ткани. Восстановление измененных функциональных свойств нейролеммы афферентных проводников болевой чувствительности приводит к ослаблению, а затем и прекращению болевой импульсации из болевого очага. Вследствие активации слабомиелинизированных Ad- и C- нервных волокон индуцируемые электрические токи низкой частоты, способны блокировать болевую импульсацию по типу воротного блока, что является еще одним механизмом обезболивающего действия этого физического фактора. Помимо обезболивающего эффекта, низкочастотные магнитные поля стимулируют В-волокна, что определяет возможность трофического влияния на сосуды, нервные стволы и внутренние органы. Следует отметить и пондермоторный эффект от стимуляции нервных структур, вызывающий сокращение иннервируемых ими скелетных мышц (нейромиостимулирующий эффект) (В.С. Улащик, И.В. Лукомский, 2002). Воздействие импульсного низкочастотного магнитного поля способствует развитию нервно-мышечного аппарата, увеличивает амплитуду биоэлектрической активности мышц и количество функционирующих двигательных единиц.

При общем активационном воздействии магнитным полем на организм возбуждение гипоталамо-гипофизарной системы вызывает цепную реакцию с вовлечением периферических эндокринных желез. В эндокринной системе при воздействии импульсным низкочастотным магнитным полем, происходит развитие реакции адаптации и повышенной активности всех отделов эндокринной системы. В частности, со стороны щитовидной железы отмечается стимуляция её функций под действием магнитного поля в отличие от угнетающего эффекта многих других раздражителей, что даёт предпосылки к использованию магнитных полей в комплексной терапии при её гипофункции. Симпатико-адреналовая система слабо активизируется при первых процедурах магнитотерапии, однако к 7-9 дню курсового воздействия формируется торможение периферических в-адренорецепторов, которое играет важную роль в формировании антистрессового эффекта. Экспериментально продемонстрировано, что воздействие импульсным низкочастотным магнитным полем влияет на уровень биологически активных субстанций и гормонов (например, серотонина, трийодтиронина и тироксина), также полученные данные, свидетельствующие об увеличение SH соединений во внутренней среде (Д.Н.Чичкан, с соавт., 1998).

В опытах на тканях головного мозга крыс установлено, что слабые переменные МП с индукцией порядка 0,045 мТл влияют на структуру липопротеидных комплексов мембран эритроцитов и липопротеиды, приводя к снижению осмотической резистентности эритроцитов. Являясь электромагнитной средой, кровь очень чутко реагирует на воздействие электромагнитных полей. Различные ткани организма отличаются по чувствительности к МП, причем наиболее высока она у нервной и кроветворной ткани, структур эндокринных желез (Н.К.Кострюкова с соавт., 2004). Изучение реакций этих систем на МП представляют существенный интерес не только в плане изменений, которые могут наблюдаться локально, но и возможностей управления функции других систем, поскольку клеточные изменения в нервной и эндокринной тканях обязательно найдут отражение в регуляции на уровне целостного организма.

Действие МП на нервные клетки и их микроокружение неоднозначно. Как было установлено в экспериментах на крысах Н.И. Артюхиной, МП благоприятно действует на структурные ткани головного мозга. При двухчасовой экспозиции постоянного МП 10…50 мТл происходит расширение капилляров мозга, иногда стазы. В последующие три дня наблюдается ослабление эффекта, а через 6 дней после однократного воздействия структура кровеносных сосудов возвращается к исходным параметрам. Выраженность и стойкость сосудистых реакций зависит от кратности воздействия МП (Н.И. Артюхина, 1988; Н.И. Артюхина с соавт., 1988).

Биостимулирующие влияние МП реализуется через магнитореактивные сдвиги как в клеточных, так и во внеклеточных компонентах тканей. Однотипность реакции различных организмов при воздействии низкочастотного магнитного поля заключается в том, что его воздействие приводит к повышению их реактивности, что проявляется в оптимизации состояния и повышения уровня неспецифической резистентности. Высокая чувствительность нервной ткани к ЭМП объясняется тем, что нервная система человека - это единая электрическая сеть. Нервные импульсы имеют электрическую природу и порождают электромагнитные колебания.

Реакция нервной системы на МП проявляется как в структурных преобразованиях - увеличения числа астроцитов, так и функциональных изменениях потенциалов ЭЭГ. В частности, при анализе ЭЭГ было выявлено, что "сильная" нервная система реагирует более резкими сдвигами биоэлектрической активности в сторону снижения мощности -ритма и повышения -диапазона. При "слабой" нервной системе усиливается низкочастотный -ритм. Выраженность функциональных реакций и морфологических изменений в нервной системе предопределяется величиной характеристик биотропных параметров МП, видом животного, локализацией индуктора, местным и общим воздействием. Магнитные поля, обладая высокой проникающей способностью даже при непродолжительном воздействии, вызывает изменения в нейроглиальных клетках мозга (Ю.М. Райгородский с соавт., 1987; Г.Р. Соловьева, 1991). В сериях наблюдений на пациентах проводилось исследование пространственной асимметрии путем сопоставления амплитуды вызванных потенциалов в симметричных отведениях методом знаковых соответствий, что позволило сравнить выраженность этой асимметрии до и после действия комбинированного МП.