1.3. Магнитные свойства биологических тканей.
Относительная магнитная проницаемость биотканей близка к 1 с точностью до 2-го знака, поскольку основными компонентами биотканей являются вода, углеводы и липиды, которые относятся к диамагнетикам. В литературе иногда рассматривают уникальных представителей животного мира, у которых есть структуры с выраженными ферромагнитными свойствами. Например, один из микроорганизмов (спирелла) способен синтезировать ферритин и накапливать его в специализированных органеллах – магнетосомах. Магнетосома выполняет роль «магнитной стрелки», помогающей ориентироваться голубям и пчелам по магнитному полю земли. У человека также обнаружены содержащие ферритин включения (находятся в надпочечниках). Предполагают, что подобные включения есть в тканях пчел, голубей, дельфинов, что и обеспечивает им пространственную ориентацию. Вопрос о механизмах рецепции магнитных полей до конца не ясен, но магнитобиология – интенсивно развиваемое направление, в котором возникают всё новые гипотезы (жидкокристаллические структуры с большим магнитным моментом, магнитогидродинамические течения и др.). До сих пор, однако, все сложности физической интерпретации реакций живых систем на МП связаны с тем, что для большинства реальных ситуаций выполняется неравенство PmB/kT<<1, где PmB – энергия ориентации магнитного диполя в поле с магнитной индукцией В. Это означает, что тепловое хаотическое движение разрушает упорядоченность связанную с магнитными взаимодействиями. Кроме того, активно изучается вопрос о возможной роли магнитных полей в передаче и трансформации энергии.
При всем этом существует неоспоримые факты о том, что МП дают зримый биологический и клинический эффект как у пациентов, так и в животном мире. В частности, электромагнитная терапия (в основном, инфранизкочастотный диапазон) широко применяется при лечении ряда заболеваний опорно-двигательной и сердечно-сосудистой систем.
1.4. Дисперсия импеданса биологических тканей.
Электрический импеданс состоит из реактивной и активной составляющей:
Z = R + Xc
Рис. 1.5. Дисперсия импеданса скелетной мышцы
Между зависимостями Z(f) и (f) имеется связь, но это не идентичные процессы. Например, крутые и пологие участки Z(f) и e(f) обычно совпадают.
Принято считать, что дисперсия импеданса (рис. 1.5) отражает более широкий круг электромагнитных процессов в биоткани и более выражено зависит от процессов жизнедеятельности (на этот счёт имеются обширные экспериментальные данные).
По зависимости импеданса Z от частоты можно судить об уровне обмена веществ. Также имеется возможность оценить степень жизнеспособности органов и тканей. Один из распространенных методов состоит в следующем: измеряют Z при F=102 Гц, и на частоте >106 Гц, т.е. когда зависимость Z(f) выходит на относительно пологие участки. Затем рассчитывают коэффициент полеризации:
Кп= Zнч / Zвч |
(1.1.) |
Это метод называется методом оценки жизнеспособности ткани по Тарусову. Если Кп>1 то считается, что биоткань жизнеспособна. При Кп1– велика вероятность отторжения ткани. Кроме того, используют коэффициент частотной дисперсии
КЧД=( НЧ × НЧ) / ( ВЧ × ВЧ) |
(1.2.) |
Этот показатель используют для оценки жизнеспособности тканевых трансплантантов, оценки степени ишемии, размеров зоны раневого процесса и др.
Поскольку на низких частотах ток протекает преимущественно в межклеточном пространстве, а на ВЧ протекает по всему объёму тканей, то имеется возможность оценить содержание межклеточной жидкости (что и используется в практике).
По динамике импеданса от частоты и времени Z(F,t) судят о кожно-гальванических реакциях (КГР), которые отражают психофизическое состояние человека (эмоции, утомление и т.д.). Рефлексотерапевты используют этот метод для поиска активных точек, имеющих лечебное и диагностическое значение.