Романов - Биологическое действие вибрации и звука - 1991 (947298), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Для опытов отбирались особи, у которых на звук появлялись однотипные характерные приступы эпилепсии. Ставилась задача выяснить, что происходит с различными по своему физиологическому назначению тканями и органами в результате эпилептических припадков, вызванных звуком? Исследования показали, что звук мощностью 120 дБ в течение 3 — 5 мин вызывает у крыс ярко выраженный приступ эпилепсии с характерными при этом судорогами конечностей.
Припадки повторяются и некоторое время после выключения звука. Как реагируют иа этот звук органы и ткани животного? В каком состоянии находятся они в период приступов эпилепсии? Состояние органов оценивалось по их способности сорбировать краситель, внутривенно введенный перед действием звука. Опыты показали, что нейроны головного мозга находятся в состоянии повышенной возбудимости, о чем свидетельствует достоверное снижение окрашиваемости. Особенно значительные различия в снижении сорбционной способности по сравнению с контролем наблюдаются в коре мозга, подкорке и мозжечке.
Напротив, почки сорбируют краситель на 32 Я больше по сравнению с контролем, что указывает уже на структурные повреждения клетки. Поскольку эпилепсия— явление нервной природы, то, казалось бы, естественным ожидать значительных морфофункциональных нарушений самих нейронов мозга. Однако этого не наблюдается. Приступ «ограничивается» чрезмерным патологическим возбуждением нейронов, вероятно всей нервной системы организма, не вызывая при этом повреждения клеточных структур.
И еще одно трудно объяснимое явление наблюдалось в этих исследованиях. Общеизвестной в биологии является адаптация. Это — одно из фундаментальных свойств живой материи всех уровней организации, от клетки до человеческого организма. На постоянный монотонно действующий раздражитель, если он более не угрожает гибелью, объект адаптируется н более «не считает нужным» на него реагировать! Но здесь этого явления не происходит. Мы ежедневно в течение 60 сут повторяли опыты.
Результаты были неизменными: че- рез 3 — 5 мин озвучивания наступали приступы эпилепсии. Создается такое впечатление, что в течение этого продолжительного действия звука сформировался своеобразный «условный» рефлекс. Таково одно из возможных проявлений биологического действия звука на организм. Отдаленные последствия этого действия, судя по литературным данным, весьма опасны: наблюдаются параличи, парезы конечностей, паралич сфинктра мочевого пузыря; молодые животные не достигают зрелого возраста. Нарушается способность к воспроизводству потомства и др.
ДЕЙСТВИЕ НИЗКОЧАСТОТНОЙ ВИБРАЦИИ НА КЛЕТКИ И ТКАНИ ОРГАНИЗМА Физическая природа звука и вибрации одна и та же. В обоих случаях речь идет об упругих колебаниях, волнообразно распространяющихся в среде газообразной, жидкой и твердой. Вместе с тем, как мы уже отмечали, биологический эффект действия звука и вибрации на клетки и ткани организма далеко не одинаков. К сожалению, природа различий в действии этих двух физически родственных факторов во многом еще не изучена.
Для эффективного действия вибрации существенным ее параметром являются ускорение, частота колебаний гравитационных сил, векторы этих колебаний. Для звука, однако, ведущими параметрами являются интенсивность, выраженная через давление, и так же, как для вибрации — частота: в первом случае вибрационная, во втором — звуковая. Но ближе эти различия до сих пор не установлены.
Для сравнения эффективности действия на один и тот же объект звука и вибрации проведены следующие опыты. Эстрагнрованиый из мышц белок мио зин подвергался действию звука. Эффективность действия звука оценивалась по степени денатурации белка. Оказалось, что при действии звука максимальный эффект наблюдается при частоте 3000 Гц (так же, как у Насонова и Равдониика на мышцах).
Далее, из раствора белка получали миозиновые нити и также действовали на них звуком различной частоты. Мерой оценки эффективности действия звука служила величина связываемого красителя нитями. Оказалось, что 66 и в этом случае максимальный эффект действия звука наблюдается в области 3000 Гц. Именно эти объекты (белок в растворе — актомиозин) и гомогенат тех же мышц мы подвергали вибрации с различными частотами. Эффект действия вибрации оценивали по изменению ферментативной активности (АТФазной активности актимиозина).
Во всех случаях максимальный эффект наблюдался при вибрации частотой 200 Гц. Далее мы попытались найти наиболее эффективные частоты вибрации для мышцы, оценивая эффект вибрации также по изменениям АТФазной активности белка, экстрагированного из этой мышцы. Оказалось, что частотой, при которой все более нарушается ферментативная активность, также является частота 200 Гц. Мы уже видели, что при действии звука с частотой (200 Гц) на те же объекты никакого заметного эффекта не обнаруживается. Тогда как при вибрации с частотой 200 Гц в какой бы упаковке белок ни находился, вибрация будет оказывать на него максимальное действие.
200 Гц — это резонансная частота данного белка (рис. 8). При сравнении эффективных частот звука н вибрации при их действии на самые различные по своим характеристикам клетки и ткани частота вибрации примерно на порядок ниже частоты звука. Природа этого различия пока не ясна. Ниже приводятся данные серии экспериментов по выяснению действия низкочастотной вибрации на ткани и органы мышей. Результаты многочисленных опытов показали, что низкочастотные вибрации в большинстве исследованных тканей, за исключением селезенки и печени, вызвали заметные, статистически достоверные структурные изменения в клетках.
Установлено также, что степень их изменения для каждой ткани и органа различна, что свидетельствует о их различии чувствительности к данным частотам вибрации. Более чувствительными оказались ткани нейрогенного происхождения, особенно при вибрации с частотой 25 Гц. Оценивая роль частотных характеристик вибрации в ее биологическом действии на ткани организма, бросается в глаза одно удивительное и пока еще трудно объяснимое явление — отсутствие каких бы то ни было заметных изменений в тканях от вибрации с частотой 50 Гц. Почему вибрация с частотой 25 Гц вызывает довольно значительные субстанционные изменения тканей, но еще более значительными являются изменения, наблюдаемые при вибрации с частотой 75 Гц, а при 50 Гц — отсутствуют? К сожалению, для объяснения этого явления мы не имеем сколько-нибудь убедительных экспериментальных данных и вынуждены ограничиться некоторой аналогией, например с сердечной деятельностью.
Как известно, сердце работает в строго постоянном ритме. Если мы будем подавать сигналы раздражения сердца в том же ритме, это будет способствовать улучшению его деятельности в привычном для него ритме. Представим себе, однако, подачу сердцу стимулов, попадающих в противофазу его ритма. Тогда неизбежны сердечные перебои с катастрофическим последствием для его дальнейшей судьбы. Нечто подобное можно представить и для других тканей, предполагая, что не только сердце, но и все живые ткани «работают» в определенном ритме (в данном случае в области 50 Гц), и ритм с такой частотой, подаваемый извне, будет вызывать лишь улучшение их деятельности. Напротив, другие ритмы, например 25 и 75 Гц, приведут к серьезным нарушениям и структуры, и функции этих тканей, что нами и наблюдалось. Основной вывод из этой серии опытов заключается в том, что вибрация организма ин тото не отражается от поверхности тела животного, как это характерно для звука, а проникает во все органы и ткани, вызывая соответствующие нарушения их деятельности.
Конечно, звуковые волны частично проникают через толщу тканей, но давление звуковой волны при этом значительно снижается, и поэтому наиболее эффективным местом действия звука являются рецепторы поверхности тела <экстероцепторы» — представители нервных центров. Поэтому становится понятным тот факт, что звук, в особенности смешанный шум, является источником головных болей, неврозов, психических расстройств.
Вибрация же имеет своим адресатом действия структуры всех тканей организма, и, следовательно, патологические явления при ее действии на целый организм могут быть самые различные и в самых различных участках организма (костн, мышцы, сердечно-сосудистая система, нервные клетки и др.). Это определяется в значительной степени физическими характеристиками вибрации. зв Приведем еще один поучительный пример, который подтверждает мысль о множественном характере явлений, вызываемых вибрацией, о многообразии патологических процессов, возникающих в результате ее действия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
