Биомагнетизм и биомагниторецепция

22 Апреля в 13:27 697 0


Биомагнетизм — это название направления научных исследований, возникшего в 70-х годах XX века, метод и предмет которого составляют измерения магнитного поля биологических объектов и получение на этой основе информации о генерирующих его биотоках [Физическая энциклопедия, т. 2, 1990].

Магнитные поля биологических объектов слагаются в основном из трех компонентов:
1) магнитные поля, возникающие за счет ядерного и электронного магнетизма биоструктур;
2) магнитные поля, индуцируемые биотоками, которые возикают в живом организме при его функционировании;
3) магнитные поля, создаваемые минералами, имеющими биогенное происхождение.

Учет всех этих компонентов важен для последующего определения характера биомагниторецепции в ее качественном и количественном проявлениях.

Все структурные элементы вещества являются источниками магнетизма, который возникает вследствие того, что электроны обладают собственным магнитным моментом — спином.

Атом, как целое, может проявлять магнитные свойства только в том случае, если отсутствует спаривание электронов с противоположно направленными спинами. Атомные ядра и их составные элементы также являются источниками орбитального (связанного с движением нуклонов) и спинового ядерного магнетизма [Физический энциклопедический словарь, 1995].

Жизнедеятельность любого организма сопровождается протеканием внутри него очень слабых электрических токов — биотоков, которые возникают как следствие электрической активности клеток, главным образом мышечных и нервных.

Плюс к этому следует добавить возникновение электрических потенциалов и токов, обусловленных движением спинномозговой жидкости, лимфы, крови и их форменных элементов. Возникшие при этом биотоки порождают магнитное поле. Однако наиболее выраженная магнитная индукция регистрируется от функционирующих органов и тканей.

Так при магнитокардиографии у взрослого человека индукция магнитного поля составляет 50 пТл, при магнитомиографии — 5 пТл, при магнитоокулогра-фии — 10 пТл [Б. Альберте и соавт., 1987; В. А. Березовский, Н. Н. Колотилов, 1990; М. В. Волькенштейн, 1988; Н. Грин и соавт., 1993; А. Б. Рубин, 1987].

Число минералов, для которых доказано биогенное происхождение, составляет около сорока. Некоторые из этих минералов широко распространены среди эукариотичес-ких организмов, а из них ферригидрит (2,5 Fe203 x 4,5 Н20) и магнетит (Fe3O4) занимают по важности особое место среди продуктов биоминерализации организма человека [Дж. Киршвинкисоавт., 1989].

Ферригидрит образует сердцевину железозапасающего белка ферритина. Наличие кристаллов магнетита экспериментально обнаружено в мозжечке, в среднем мозге, в мозолистом теле головного мозга, в клиновидно-решетчатом синусном комплексе черепа и в надпочечниках человека.



Представление о доменах — одно из основных в магнетизме. Магнитными доменами называются области магнитного материала, внутри которых намагниченность однородна и направлена везде одинаково. Совокупность кристаллов фер-ригидрита или магнетита и могут состалять магнитные домены в организме человека и генерировать магнитные поля [Дж. Киршвинкисоавт., 1989].

В результате перечисленных явлений биологический объект генерирует суммарное магнитное поле с индукцией 10 4-10 Тл, выходящее и за пределы организма. Измерение слабых биомагнитных полей стало возможным благодаря изобретению в 60-х годах XX столетия прибора, получившего название сквид.

Сквид — высокочувствительный магнитометр со сверхпроводящими квантовыми интерферометрическими датчиками в совокупности с соответствующими способами магнитного экранирования объекта или биообъекта при проведении исследований [Физическая энциклопедия, т. 2, 1990].

Биомагниторецепция — это механизм восприятия живым организмом воздействия внешних магнитных полей.

Магниторецепция характерна для столь большого числа видов живых организмов, что она, по-видимому, представляет собой достаточно общее явление. Основанием для такого предположения является тот факт, что магнитные кристаллиты (ферригидрит и магнетит) часто присутствуют у живых организмов в таком количестве, что в принципе они могут быть ответственными за магниторецепцию, но при этом не выполняют никаких известных функций [Дж. Киршвинк и соавт., 1989].

Другой механизм магниторецепции основан на явлении электромагнитной индукции Фарадея и не требует наличия магнитных материалов. Известно, что при движении любого электрического заряда возникают магнитные поля. Исходя из этого положения, необходимо рассматривать в качестве потенциальных и реальных механизмов магнито-рецепции ионные и электронные токи, генерация которых обусловлена процессами метаболизма в организме человека [Дж. Киршвинкисоавт., 1989; Физический энциклопедический словарь, 1995].

Таким образом, несмотря на утверждение, с точки зрения физиологии, об отсутствии в организме человека специфических рецепторов, реагирующих на воздействие внешних магнитных полей, ткани, органы и системы активно взаимодействуют с этим физическим фактором, чем и объясняются последующие биологические реакции и клинические проявления при магнитотерапии.

Илларионов В.Е.
Похожие статьи
показать еще
 
Общее в медицине