Кулин E.Т.

Электромагнитное поле человека и его роль в жизнедеятельности организма

Минск

Более двух столетий в живых клетках и тканях известны слабые электрические поля, напряже­ния которых называют потенциалами покоя, потенциала­ми действия, омега-потенциалами и др. Их величины у человека колеблются в пределах единиц — десятков мил­ливольт (мВ) и определяются при гальваническом кон­такте входа вольтметра с объектом, что свидетельствует о гальваническом типе их источника. Эти биоэлектричес­кие потенциалы используются в медицинской практике и регистрируются в виде электрокардиограмм, электромиограмм, электроэнцефалограмм и др.

В результате исследований, выполненных в 60-е и последующие годы, установлено свойство животных и растительных тканей генерировать относительно сильные кратковременные электрические поля при механических напряжениях и изменениях температуры в биологических структурах [32, 33, 35, 39, 40, 43]. Эти поля обусловлены пьезо- и пироэлектрическими напряжениями вследствие естественной электрической поляризации биоструктур [25, 30, 31, 34]. Благодаря обмену веществ (метаболизму) электрические диполи (полярные и ионизированные мо­лекулы), образующие поляризацию биоструктур, непре­рывно разрушаются и восстанавливаются [6], т. е. эта поляризация является неравно­весной. Неравновесная электрическая по­ляризация свойственна электретам [3]. К электретам относят диэлектрики и некото­рые полупроводники, которые при опреде­ленных условиях под воздействием силь­ного электростатического поля, ионизи­рующей радиации, света и других факторов приобретают свойство генерировать внеш­нее электрическое поле, существующее длительное время (дни, годы) и медленно ослабевающее по мере разрушения поляризации их вещества [3, 28]. Наряду с полем электретам присущ ток, возникающий при нагреве, — термостимулированный ток (ТСТ).Электреты относятся к негальваническому типу источников элект­рических напряжений, которым свойст­венно сильное электрическое поле (до 10⁶ В/м) и ничтож­но малый ток (10^-14 А/мм²).

Учитывая подобие электрической поляризации элект­ретов и биоструктур, в биологических тканях можно было ожидать проявления признаков электретного эффекта — внешнего поля и ТСТ. Действительно, эти признаки у них обнаружены.

После нейтрализации на коже людей электрических зарядов, обусловленных трением (трибоэлектрических зарядов), с помощью электрометрического вольтметра вблизи тела человека определяется длительно существую­щее электрическое поле (рис. 1, см. бумажную версию журнала). Напряженность этого поля претерпевает медленные колебания, и у большинст­ва обследованных (около 100 человек) ее значения на расстоянии 5—10 см от тела находятся в пределах 100— 1000 В/м [12, 13]. У людей в состоянии клинической смерти напряженность поля снижается до 10—20 В/м спустя 2—3 ч после остановки кровообращения. Вектор напряженности обнаруженного поля был нормален к поверхности кожи, а величина напряжения убывала об­ратно пропорционально первой степени расстояния (рис. 2, см. бумажную версию журнала). На поверхности кожи напряжение поля (разность его потенциала по отношению к потенциалу Земли) достига­ла значений 10000 мВ и более, т. е. была примерно в 1000 раз больше, чем напряжение единичных источников ука­занных выше биоэлектрических потенциалов. Это позво­ляет назвать обнаруженное поле относительно сильным электрическим полем живой ткани. Его напряжение из­меряли с помощью электрометрических методов [10], что свидетельствовало о негальваническом типе его источника.

Если физической основой генерации относительно сильного электрического поля тканей человека является неравновесная электрическая поляризация их вещества, обусловленная процессами метаболизма, то напряжен­ность поля должна зависеть от этих процессов. Как отмечено выше, такая зависимость действительно наблю­далась: угнетение тканевого метаболизма вследствие ги­поксии при остановке кровообращения сопровождалось падением напряженности поля. Эта зависимость под­тверждена в экспериментах на животных [13]. Так, напри­мер, у крыс угнетение тканевого метаболизма вследствие остановки кровообращения (смерть животного) либо в результате общего наркоза сопровождалось значитель­ным падением напряженности поля.

Исследованное у человека и животных относительно сильное электрическое поле в основном образовано био­структурами кожи, так как поля нижележащих тканей в значительной степени экранированы проводящей меж­тканевой жидкостью. При этом наибольший вклад в регистрируемое поле вносят базальные клетки эпидермиса — верхнего слоя кожи [21]. Вектор электрической поляри­зации этих клеток нормален к поверхности кожи [34], т. е. совпадает с вектором напряжения обнаруженного поля, и вместе с тем им присущ интенсивный метаболизм, обусловливающий генерацию поля.

Таким образом, относительно сильное электрическое поле человека и животных обусловлено неравновесной электрической поляризацией биоструктур эпидермиса и создается источником электрических напряжений не­гальванического типа. Физическая основа генерации это­го поля и его основные параметры аналогичны физичес­кой основе генерации и параметрам поля электрета. Следовательно, можно констатировать подобие электри­ческого состояния вещества биоструктур и электретов, а зависимость этого состояния в биоструктурах от процес­сов метаболизма позволяет определить его термином "биологическое электретное состояние", или "биологи­ческий электрет" (биоэлектрет).

Независимое доказательство естественного электретного состояния биоструктур получил Е. Менефи (США). Он обнаружил ТСТ в биологических тканях (иглы дикоб­раза, рога быка) и идентифицировал его как признак их естественного электретного состояния [41, 42]. Следова­тельно, электрические свойства вещества биоструктур и электретов совпадают по следующим признакам: внеш­нее долговременное электрическое поле, обусловленное неравновесной электрической поляризацией, негальва­нический тип источника поля и ТСТ. При этом как биоструктурам, так и электретам присущи пьезо- и пиро­электрические напряжения.

Е. Менефи обнаружил ТСТ в мертвых тканях. Для выявления ТСТ в живых тканях проведены исследования, суть которых заключалась в определении напряжения внешнего электрического поля и ТСТ у одного и того же объекта при нормальном и нарушенном метаболизме [11]. Таким объектом были избраны листья полукустарниково­го растения толстянки портулаковой (CrassulaportulaceaLam.). При угнетении метаболизма вследствие прекраще­ния полива растений напряженность электрического поля листьев, равная в среднем 40 В/м, снижалась в 2,5 раза. После возобновления полива напряженность поля вос­станавливалась. У изолированных листьев толстянки вы­явлено два пика ТСТ: низкотемпературный в зоне 43— 73°С и высокотемпературный в зоне 93—123°С. Обнару­женный низкотемпературный пик ТСТ характерен для электретного состояния вещества. При высыхании листа, т. е. при угнетении в нем метаболизма, низкотемператур­ный пик ТСТ снижался и затем исчезал.

В результате установлено, что оба характерных при­знака электретного состояния вещества — внешнее дол­говременное электрическое поле и ТСТ — присущи жи­вой ткани. При угнетении метаболизма они изменяются однотипно, что свидетельствует о единстве физико-хими­ческой основы их генерации.

Единство биохимических и биофизических основ биологических процессов на клеточном уровне позволяет заключить, что естественное электретное состояние био­структур является общебиологическим свойством и обу­словливает генерацию относительно сильного электри­ческого поля организма человека, животных и растений.

При исследовании электрического поля, обусловлен­ного естественным электретным состоянием биоструктур (далее — биоэлектретного поля), выявлена характерная особенность — большой индивидуальный разброс вели­чин его напряжения. Так, например, на расстоянии 6 см от предплечья у практически здоровых людей величины напряжения поля колебались в пределах 36±2,6—820+23 мВ [15], а на поверхности кожи они имели значения 1,3— 30,0 В. Напряженность поля предплечий составляла 21— 486 В/м (на расстоянии 6 см).

Регистрируемое вблизи человека биоэлектретное поле, как отмечено выше, в основном создается базальными клетками эпидермиса. Клетки собственно кожи, приле­гающие снизу к слою базальных клеток, окружены прово­дящей межтканевой жидкостью, электрическое напряже­ние которой при заземлении тела человека близко к нулю (потенциал Земли). Эта жидкость экранирует поля ниже­лежащих тканей. Поэтому преимущественно поле базаль­ных клеток и, возможно, поля прилегающих к ним сверху клеток следующего слоя эпидермиса достигают поверх­ности кожи и создают на ней напряжения 1,3—30,0 В. Исходя из этих величин, согласно уравнению напряжен­ности электрического поля можно определить напряжен­ность биоэлектретного поля в эпидермисе человека, если его диэлектрическую проницаемость принять равной еди­нице. При средней толщине эпидермиса (0,1 мм) и максимальной величине напряжения (30,0 В) напряжен­ность поля в нем достигает 300000 В/м. Электрическое поле такой напряженности достаточно для влияния на биологические процессы в клетках и тканях, включая синтез белков и нуклеиновых кислот [7, 24, 29, 36, 38]. Это поле наряду с полем трансмембранной асимметрии ио­нов, сосредоточенным в мембране (10⁵ В/см), может участвовать в кооперативных эффектах в мембранной системе клеток [37].

Как отмечено выше, электретное состояние присуще диэлектрикам и некоторым полупроводникам. Поэтому вероятно существование электретного состояния в мем­бранной системе клеток и надклеточных структур, кото­рая представляет собой диэлектрический липидобелко­вый комплекс.

Таким образом, благодаря биоэлектретному со­стоянию определенных субклеточных структур в объеме клетки и ее окружении существует медлен­но колеблющееся относительно сильное электри­ческое поле, достаточное для влияния на течение биологических процессов. Это поле и электричес­кие поля, обусловленные пьезо- и пироэлектричес­кими напряжениями, а также внутримембранное электрическое поле составляют электромагнитное поле клетки и надклеточных структур. Его можно рассматривать как один из компонентов биофизи­ческой основы жизнедеятельности. В настоящее время признаны реальное существование феномена экстрасенсорного целительства, феномен Гел­лера и некоторые другие, которые известны как проявле­ния биополя [2, 8, 9, 19]. Их суть заключается в том, что некоторые люди способны дистанционно взаимодейство­вать, передавать и воспринимать информацию без учас­тия известных звуковых, зрительных и обонятельных сигналов, а также бесконтактно смещать и деформировать предметы. Предполагается, что эти способности связаны с генерацией живым организмом физических полей: электромагнитных, ультразвуковых, тепловых и др. [4]. В феномене биополя, очевидно, могут участвовать те физические поля организма, которые содержат биологи­чески значимую информацию. В частности, экстрасен­сорная диагностика, используемая при целительстве, воз­можна тогда, когда параметры поля содержат информа­цию о состоянии организма и протекающих в нем процес­сах, а человек (экстрасенс) способен ощутить параметры этого поля. Учитывая, что генерация биоэлектретного поля обусловлена процессами метаболизма, которые ле­жат в основе биологических процессов, можно ожидать, что поле содержит биологически значимую информацию. Излагаемые ниже результаты подтверждают это положе­ние.

Биоэлектретное поле как источник информации о со­стоянии человека. В состоянии спокойного бодрствова­ния у практически здорового человека биоэлектретное поле характеризуется различной напряженностью и на­правленностью векторов над разными областями тела. По данным исследований 46 человек, у них регистрировались как положительные по отношению к потенциалу Земли напряжения поля, так и отрицательные. При этом у одного и того же человека одновременно существуют области тела как с положительным, так и с отрицательны­ми знаками поля. Положительные значения напряжен­ности поля достигали 1000 В/м, отрицательные — 100 В/м. У каждого человека имелись области тела с максимальной и минимальной напряженностями поля (зона лидера и зона аутсайдера), различающимися в 100 раз. У большин­ства людей различны величины напряженности поля над левой и правой половинами туловища, над левой и правой руками.

Описанная топография напряженности поля человека претерпевает медленные колебания над каждой областью тела. Так, с 9 до 22 ч эти колебания происходят с периодом в несколько часов (рис. 3, см. бумажную версию журнала). У 70% исследованных макси­мум напряженности поля отмечен в 11, 12 либо 13 ч. Если сопоставить среднее значение напряжения по данным измерений в течение дня, то выявляются колебания этих напряжений с периодом в несколько дней.

Биоэлектретному полю человека свойственны также квазипериодические колебания напряжения с периодом примерно 2 мин, на фоне которых выявляются колебания с периодом 10—30 с [26]. На расстоянии 5 см от тела человека амплитуда 2-минутных колебаний напряжения поля составляла 50—60 мВ, а декасекундных —7—14 мВ. При этом постоянная составляющая напряжения дости­гала 1000 мВ. Следовательно, биоэлектретному полю человека присуща сложная структура квазипериодичес­ких колебаний напряжения.

Наряду с описанными колебаниями напряженности биоэлектретного поля происходит миграция зон лидера и аутсайдера, т. е. изменение локализации зон максималь­ной и минимальной напряженности поля. Обычно такая зона удерживается 1—7 дней над одной областью, а затем перемещается в другую. У каждого человека есть область тела, где зона лидера удерживается дольше. У большинст­ва исследованных такой областью являлось лицо.

При физических и психоэмоциональных нагрузках динамика напряжения поля человека существенно изме­няется. Так, у пловцов-спортсменов (13 мужчин и 8 женщин) при тренировочных заплывах на дистанции 3— 5 км выявлены два основных типа динамики напряжения поля над передней поверхностью грудной клетки (рис. 4, см. бумажную версию журнала). Первый тип характеризовался наличием экстремума на­пряжения примерно на середине заплыва, второй — его отсутствием. Обоим типам свойственна смена знака на­пряжения по отношению к потенциалу Земли спустя 20— 30 мин после начала заплыва. Перед заплывом напряже­ние поля в 10 см от грудной клетки составляло 34±3,5 мВ, а максимальные его значения во время заплыва достигали 240 мВ.

Напряженность поля у врачей-иглотерапевтов над областью предплечий во время проведения лечения уве­личивалась в 2—5 раз. Эти изменения коррелируют с ростом частоты сердечных сокращений.

При голодании происходит переход от экзогенного к эндогенному типу питания, который сопровождается зна­чительными изменениями биохимических процессов. При этом сильно изменяется напряжение биоэлектретного поля: спустя 1—6 дней после начала голодания оно резко возрастает над большинством областей тела. Повышен­ная напряженность поля удерживалась до 3 дней, ее максимальные значения превосходили исходные почти в 35 раз, достигая величин порядка 1000 В/м. В последую­щие периоды курса разгрузочно-диетической терапии напряженность поля возвращалась к исходным значени­ям.

Таким образом, изменения физиологического, психо­эмоционального и биохимического статуса организма человека отражаются на топографии и динамике напря­женности его биоэлектретного поля. Это свидетельствует о возможности корреляции топографии и динамики поля с патологическими процессами и течением саногенеза (выздоровления).

Исследования саногенеза у 14 мужчин и 11 женщин, страдающих неврологическими проявлениями пояснич­ного остеохондроза, показали, что при эффективном лечении напряжение поля возрастает [14].

Спустя несколько минут после введения акупунктурных игл в кожу либо их выведения у пациентов, проходя­щих курс иглотерапии, напряжение поля преимуществен­но снижалось. После процедуры акупунктуры у большин­ства больных напряжение поля возрастало, и повышен­ные значения удерживались 3—7 ч. Направленность сдви­гов напряжения поля — возрастание либо снижение — коррелировала с эффектом лечения. На основании этих исследований предложен способ прогнозирования эф­фективности иглотерапии [16].

Следовательно, динамика напряженности биоэлект­ретного поля человека отражает его общую реактивность, характер которой выявляется при акупунктурном воздей­ствии. Это положение подтвердилось в исследованиях динамики напряжения поля человека при рентгендиагностическом облучении [17].

При процедурах медицинского обследования практи­чески здоровых людей (исследование остроты зрения, снятие ЭКГ и т. п.) показатель динамики поля (П), т. е. отношение величины напряжения биоэлектретного поля после процедуры к ее величине до процедуры, находился в пределах 0,80—1,12. При этом пониженные значения П у 10 обследованных лиц составляли 0,920+0,024, а повы­шенные— 1,070±0,017. При проведении рентгендиагностического облучения у 19 человек значения П составили 0,574—5,820. Выявлено три типа изменений: снижение П, повышение П и его значение в пределах контрольных величин. Снижение составляло величину 0,64+0,10, а повышение — 2,40±0,43. У ликвидаторов аварии на Чер­нобыльской АЭС регистрировались, как правило, повы­шенные значения П. Следует отметить, что при одной и той же поглощенной дозе радиации при рентгенографии легких индивидуальные значения величин П различались в 8 раз. Это согласуется с большим разбросом степени индивидуальной радиочувствительности у людей, дости­гающим 15—20 раз [1].

Результаты проведенных исследований свидетельст­вуют о сложной топографии и динамике напряжения биоэлектретного поля человека в состоянии спокойного бодрствования. Учитывая, что в основе генерации поля лежат процессы тканевого метаболизма, можно полагать, что топография и динамика напряжения поля при спо­койном бодрствовании обусловлены изменениями мета­болизма вследствие биоритмов жизнедеятельности, свой­ственных как организму, так и отдельным органам и системам.

При физическом и психоэмоциональном напряже­нии, а также при патологических состояниях организма выявлены значительные изменения динамики напряжен­ности поля. Важно отметить, что динамика напряженнос­ти поля коррелирует с общей реактивностью организма, в частности отражает такую ее составляющую, как инди­видуальная радиореактивность. Индивидуальная радио­реактивность коррелирует с индивидуальной радиочувст­вительностью [5, 27]. Определение показателя индивиду­альной радиочувствительности человека имеет важное практическое значение для медицинской тактики в зонах с повышенным фоном радиации [18].

Таким образом, биоэлектретное поле человека содер­жит информацию о состоянии организма и динамике про­цессов жизнедеятельности. Эта информация может быть использована в целях бесконтактной медицинской диагнос­тики.Вместе с тем содержание в биоэлектретном поле биологически значимой информации отвечает одному из требований, предъявляемых к биополю как носителю такой информации. Однако для объяснения феномена экстрасенсорной деятельности необходимо, чтобы чело­век-экстрасенс обладал способностью ощущать измене­ния напряжения электрических полей в указанном диапа­зоне частот, т. е. имел бы электрорецепторы. Такие рецепторы есть у некоторых видов рыб [22]. Вопрос об их наличии у людей остается открытым.

Перспективы практического использования биоэлектретного эффекта в медицине. Выявленная связь генерации биоэлектретного поля и ТСТ с тканевым метаболизмом и корреляция динамики напряженности поля с течением нормальных и патологических процессов в организме человека свидетельствуют о возможности использования этих параметров биоэлектретного эффекта в медицин­ской диагностике.

Обнаруженная временная зависимость напряженнос­ти поля (ее колебания с периодом в несколько часов и несколько дней), а также миграция зон повышенной и пониженной напряженности поля в организме человека, по-видимому, отражают биоритмы функциональной ак­тивности его органов и систем. Как известно, от ее уровня и фазы периода биоритма зависит ответная реакция организма на лечебные и повреждающие воздействия, что имеет важное практическое значение в медицине [23]. Так, в зависимости от состояния иммунной системы организма с помощью препарата БЦЖ можно получить как угнетение, так и стимуляцию онкологического про­цесса [20]. В связи с этим очевидна перспективность дальнейшего изучения корреляции параметров биоэлект­ретного поля с течением нормальных и патологических процессов в организме человека. Результаты таких иссле­дований станут основой разработки и создания бескон­тактных, быстродействующих, простых в эксплуатации методов и приборов для диагностики и контроля состоя­ния организма и его систем. Эти методы позволят разра­батывать и проводить индивидуальную терапию ряда заболеваний, в частности онкологического процесса, с учетом фаз периода биоритма.

Со списком литературы можно ознакомиться в бумажной версии журнала https://sites.google.com/site/neoesoterik0/nz-praktika/elektromagnitnoe-pole-celoveka

Медицинские новости. – 1996. – №10. – С. 34-43.