4.2. Некоторые механизмы действия постоянного магнитного поля на биологические ткани

История применения магнитных полей в медицине восходит к теоретическим работам Парацельса (XVI в.), Гельмонта (XVI в.), Максвелла (XVII в.) и к опытам и медицинской практике знаменитого австрийского врача Франца Антона Месмера (1766 г. и др.). В современных публикациях, посвященных изучению действия магнитных полей на живые организмы [Ю. А. Холодов, 1970; Ю. М. Райгородский, В. Ф. Горяинов, Ю. А. Курдин, Ю. В. Филлипов, И. С. Максимова, 1987; и др. ], можно обнаружить данные, не позволяющие делать однозначные выводы о перспективах использования магнитных полей в медицинской практике.

Так, Ю. А. Холодов (1970) отмечал, что в магнитном поле снижается устойчивость животных (крыс) к недостатку кислорода. Предполагалось, что магнитное поле, вызывая тканевую гипоксию в головном мозге, укорачивает срок жизни животных в условиях кислородного голодания. Опыты на культуре изолированных митохондрий подтвердили это предположение. Вероятно, магнитное поле изменяло соотношение свободного фосфорилирующего окисления в дыхательной цепи, увеличивая сопряженность окисления с фосфорилированием. Было высказано предположение, что магнитное поле, снижая интенсивность свободного окисления и увеличивая сопряженность, повышает экономичность, но снижает биологическую эффективность работы дыхательной цепи, замедляет скорость выработки АТФ (дефицит данного субстрата – основное патологическое звено при любом виде гипоксии). В той же работе сообщается, что в магнитном поле напряженностью 8 мТл потребление кислорода у культуры клеток саркомы, ткани почек и печени эмбриона снижалось на 20–30 %.

Оптимистичны результаты исследований [А. М. Демецкий, С. Ф. Сурганова, Н. А. Демецкая, 1980], в которых изучались эффекты действия на живой организм постоянных магнитных полей различной напряженности. Так, после прекращения воздействия магнитного поля 0,3 и 0,8 Тл наблюдалось усиление митотической активности клеток костного мозга, которое было кратковременным и исчезало в течение первых суток после снятия поля. При воздействии магнитного поля сверхвысокой напряженности (5,4 и 12,7 Тл) митотическая активность начинала убывать в период после воздействия и достигала минимума к концу первых суток. Важен факт, что в интерфазных клетках костного мозга не было обнаружено дегенеративных изменений даже при высоких напряженностях и экспозициях магнитного поля. Не было обнаружено также и увеличения частоты аберрантных митозов, что является важным критерием целостности генетических структур клеток. Во время опытов на культурах клеток млекопитающих in vitro [Л. Х. Гаркави, Е. Б. Квакина, 1979], помещенных в постоянное магнитное поле напряженностью 100 и 300 мТл, также не обнаружено каких-либо специфических форм нарушения процессов деления клеток и видов хромосомных аберраций.

В экспериментах при 24– и 72-часовых воздействиях постоянного магнитного поля напряженностью 500 мТл [Л. А. Пирузян, В. М. Глезер, В. А. Ломоносов и др., 1972] у мышей наблюдалось увеличение содержания эритроцитов, ретикулоцитов, гемоглобина и лейкоцитов в крови. Причем изменения в содержании эритроцитов и ретикулоцитов развивались после определенного латентного периода и нарастали со временем, достигая максимума на 11-е сутки после 24-часовой экспозиции и на 4-е и 17-е сутки после 72-часовой экспозиции.

Результаты исследований В. Н. Чернова, Г. А. Шапиро, Т. Д. Анощенко (1985) и М. Н. Попова, М. В. Шурбина, А. А. Толстого и др. (1985) свидетельствуют о том, что магнитное поле влияет на электрохимический потенциал и белково-липидный компонент мембран клеток, а также на течение внутриклеточных обменных процессов.

Выявлено изменение микроциркуляции крови в тканях, подвергшихся влиянию постоянного магнитного поля. В первые минуты после магнитного воздействия отмечается замедление капиллярного кровотока [А. М. Демецкий, С. Ф. Сурганова, Л. И. Попова и др., 1979]. В последующие 5–10 мин возникает неравномерное замедление в одних и одновременное ускорение кровотока в других артериолах, прекапиллярах и капиллярах, что зависит от характера ветвления мелких сосудов, углов отхождения их от более крупных. Еще через 10–30 мин наблюдается ускорение кровотока во всех сосудах. Одновременно увеличивается емкость сосудистой системы. Наибольшего развития эти явления достигают к концу первого часа после магнитного воздействия.

А. М. Демецкий (1980) пишет об увеличении кровенаполнения сосудов, снижении их тонуса, уменьшении вязкости крови и развитии гипокоагуляционного эффекта при воздействии на ткани организма постоянным магнитным полем до 50 мТл (экспозиция до 30 мин.). Им же указано, что при воздействии постоянным магнитным полем с индукцией 60–100 мТл при экспозиции 60 мин отмечается усиление тонуса сосудов и увеличение вязкости и коагулирующих свойств крови. В работе Н. А. Демецкой (1980) доказано, что при воздействии постоянного магнитного поля с индукцией 30 мТл (экспозиция 15 мин) на закрытые переломы костей у животных происходит ускоренное рассасывание изотопа из депо, снижается вязкость и свертываемость крови. При этом использование постоянного магнитного поля с индукцией 60 мТл замедляло рассасывание изотопа с первых минут воздействия, повышало вязкость и свертывание крови.

Повышение интенсивности действующего на организм магнитного поля приводит к повышению напряженности работы гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы организма, сопровождающейся выбросом АКТГ, 11-ОКС, активацией симпатико-адреналовой системы [Н. А. Удинцев, С. М. Хлынин, 1980]. При этом наблюдается дозазависимый эффект действия магнитного поля на организм [В. В. Мороз, 1979], причем увеличение времени такого воздействия до нескольких часов вызывает угнетение функции гипофизарно-надпочечниковой системы [Н. А. Удинцев, В. В. Мороз, 1976].

В. М. Боголюбов (1981) считает, что противовоспалительный эффект, а также усиление процессов регенерации и репарации обусловлены позитивными изменениями свертывающей и противосвертывающей систем крови, улучшением микроциркуляции, изменением метаболизма в тканях. Б. Н. Жуков с соавт. (1985) показали, что постоянное магнитное поле с индукцией 5–10 мТл обладает вазодилаторным и дезагрегационным эффектом, который проявляется на микроциркуляторном уровне и мало затрагивает системный кровоток. В частности, при помещении в постоянное магнитное поле нижних конечностей спортсменов перед разминкой отмечено достоверное увеличение как диаметра капилляров на весь период воздействия, так и количества капиллярных петель, что свидетельствует об улучшении васкуляризации мышечных волокон [В. М. Чучков, А. М. Загребин, М. Ф. Муравьев и др., 1981].

Согласно исследованиям Э. В. Карклиньша с соавт. (1980), постоянное магнитное поле с индукцией 15–30 мТл способствует регенерации периферических нервов (улучшался рост аксонов, миелинизация, задерживается рост соединительной ткани в области рубца). Воздействие на ткани организма постоянного магнитного поля увеличивает на 10–30 % скорость химических реакций, приводит к активации метаболических и ферментных реакций в клетках [В. М. Боголюбов, 1997].

В целом следует сказать, что механизмы действия магнитных полей на живые организмы до сих пор окончательно не изучены. Так или иначе, реакции тканей живого организма на действие магнитных полей специфичны и дозазависимы. Более того, эти реакции организма всегда носят системный характер и предельно корректно могут быть оценены только с позиций системных законов адаптации [С. Е. Павлов, 2000, 2001, 2003, 2005, 2007, 2010; С. Е. Павлов, Т. Н. Павлова, 2011, 2013].

Несмотря на то что магнитотерапия достаточно широко применяется в лечении многих заболеваний, врачам известны далеко не все эффекты действия магнитных полей на организм человека. Это показали, в том числе, результаты недавнего эксперимента американских специалистов под руководством Theresa Pape (США, Лос-Анджелес) по транскраниальной магнитной стимуляции мозга больного, в течение нескольких месяцев находившегося в коме после черепно-мозговой травмы. В результате эксперимента удалось вывести пациента из комы и достичь в его случае «состояния минимального сознания» [www.medlinks.ru].

По мнению профессора Темплского университета (США) Ronjia Tao, магнитное поле способно снижать вязкость крови не хуже дорогостоящих препаратов. В своих экспериментах ученому и его коллегам удалось добиться снижения вязкости крови на 20–30 %, просто помещая испытуемых в магнитное поле на одну минуту [www.medlinks.ru].

Сочетанное применение постоянного магнитного поля и лазерного излучения получило название магнитолазерная терапия. Результаты экспериментальной работы А. К. Полонского с соавт. (1984) показывают, что сочетание постоянного магнитного поля и лазерной терапии более эффективно, чем лазеротерапия и магнитотерапия, применяемые раздельно. В. И. Козлов, В. А. Буйлин (1995) пишут о синергическо-резонансном характере сочетанного действия на организм лазерного излучения и магнитного поля. Согласно сложившимся на сегодняшний день представлениям, постоянное магнитное поле вызывает ориентацию молекулярных диполей вдоль силовых линий, направленных вглубь облучаемой ткани, что повышает проникающую способность лазерного излучения (для инфракрасного лазерного излучения – до 10 см).

И. Г. Ляндрес (1998) считает, что совместное применение инфракрасного лазера и постоянного магнитного поля взаимоусиливает метаболические процессы, стимулирует образование макроэнергетических молекул АТФ, митотическую активность клеток, микроциркуляцию, ослабляет процессы тромбообразования.

В. И. Козлов с соавт. (1993) показали, что магнитолазерное воздействие на поврежденные ткани является мощным рассасывающим средством. В соответствии с этими представлениями следует ожидать синергетического эффекта от взаимодействия лазерного света и постоянного магнитного поля. Утверждается, что эффективность лазерной терапии значительно повышается при сочетании короткоимпульсного инфракрасного низкоэнергетического лазерного излучения с непрерывным инфракрасным излучением светодиодов и действием на облучаемые ткани постоянного магнитного поля, а постоянное магнитное поле повышает проникающую способность низкоэнергетического инфракрасного импульсного лазерного излучения.