Романов - Биологическое действие вибрации и звука - 1991 (947298), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Как мы уже не раз подчеркивали, для белка— актомиозина резонансной частотой вибрации является 200 Гц. Кроме этой частоты значительный эффект вызывается и вибрацией с частотой 25 Гц; в какой бы упаковке белок ни находился — эти частоты его найдут. При действии вибрации с этой частотой белок теряет способность расщеплять АТФ, добывать энергию для работы мышц. Будем теперь, исходя из идеи, что характер патологии определяется физической характеристикой вибрации, подвергать животное вибрации с частотой именно в 25 Гц, заведомо зная, что кроме прочего белок (актомиозин) при этом будет утрачивать АТФазную активность.
Как это скажется на состоянии организма? Опыты подтвердили ожидаемые результаты (рис. 9). Животные, подвергавшиеся вибУфй% ур3% Рис. 9. Подавление физической выносливости животных вибрацией с частотой 25 Гц, ускорением б К, в течение 30 мин. ! — фоп: время плаваннп до вибрации, прппкмлемое аа )ОО, 2 — )-е сутки, 3— 2-е сутки. Слева — контроль, слрплп— опыт (после вибрации). рации, утратили физическую силу держаться на воде, плавать. Эти данные в высшей степени поучительны. Становится понятным, почему экипажи вертолетов, трактористы, танкисты и вообще лица других профессий, казалось бы, не выполняя в процессе своей трудовой деятельности непосредственно физической работы, но подвергающиеся вибрации, ощушают невероятную физическую усталость.
Теперь это явление уже экспериментально доказано. В проведенных опытах обнаруживаются два очень важных факта. Во-первых, вибрация подавляет физическую выносливость в первые же часы своего действия, и этот эффект, по нашим данным, сохраняется в течение нескольких суток. Из этого следует очень важный практический вывод — необходимо исключать всякие физические нагрузки лицам, подвергавшимся в процессе трудовой деятельности вибрации.
Во-вторых, вибрация нарушает (подавляет) одно из фундаментальных биологических свойств мышц — способность повышать функциональную активность посредством тренировки. После вибрации эту способность мышцы на какое-то время утрачивают Приведенные опыты показывают также исключительное значение избирательного (именно избирательного!) действия вибрации в возникновении патологических процессов. В третьей главе мы постараемся показать, что избирательность действия вибрации может оказать н сушественную услугу человеку в его борьбе с различного рода недугами.
СОВМЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ШУМА И ВИБРАЦИИ НА ОРГАНИЗМ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА До сих пор мы приводили данные, касаюшиеся действия вибрации на человека и животных, умалчивая о том, что вибрация неизбежно сопровождается звуком в довольно широком диапазоне интенсивности. В сущности не только в производственных, но и в лабораторных условиях практически невозможно разделить эти факторы — вибрацию и звук.
Это обстоятельство затрудняет выяснение механизма биологического действия «чистой» вибрации на объекты. Данные, которыми мы располагаем, являются результатом суммарного действия шума и вибрации. Тем ценнее кажутся нам исследования вибрации, которые были проведены с учетом наличия шума, его интенсивности. На производстве интенсивность шума часто превышает установленные гигиенические нормы по частоте и интенсивности.
Довольно часто, в зависимости от характера производства, шум, как,впрочем„и иибрация, имеет прерывистый характер, который более вреден, чем сплошной. Проведены обследования рабочих судоремонтных предприятий, где частота вибрации доходила до 2000 — ЗООО Гц, амплитуда — от 0.1 до 0.52 мм, а интенсивность шума — 105 дБ. Действие вибрации сочеталось с шумом указанной характеристики. В таких условиях у ряда рабочих наблюдались ангиоспазм, боли в пальцах, тремор конечностей, повышение кровяного давления. Действие шума сказывается прежде всего на органах слуха, вызывая в них болевые ощущения.
При этом наблюдается удивительный по своей природе феномен — асимметрия в изменении чувствительности уха. Отмечается также, что молодые рабочие более реактивны к совместному действию шума и вибрации. Это, возможно, связано с тем, что у пожилых рабочих с большим производственным стажем пороги слышимости повышены, часто наблюдается значительная потеря слуха.
Напротив, у молодых рабочих каналом восприятия шума является орган слуха, функция которого еще не нарушена, и потому полностью воспринимается звуковая энергия в сочетании с вибрацией, вызывая наиболее ощутимые результаты. Более подробные исследования совместного действия шума и вибрации проведены на крысах. Животные массой 180 — 200 г подвергались длительной, до двух недель, вибрации с частотой 6 Гц при амплитуде О.ОЗЗ мм и 1О Гц при амплитуде 0.020 мм. В этих условиях интенсивность шума равнялась 72 дБ.
Реакция животных оценивалась по изменению содержания кортикостероида в плазме периферической крови, аскорбиновой кислоты в надпочечниках и веса надпочечников. В первые два дня опытов с сочетанием вибрации и шума вызывают снижение количества кортикостероидов в крови с 26 % в контроле до 15.3 % в опыте; чистый шум в этих условиях опыта достоверных изменений не иызывал, можно говорить лишь о некоторой тенденции к повышению (с 26 до 28.4). По мере увеличения срока действия исследуемых факторов, содержание кортикостероидов заметно уменьшается, и при действии только шума на 12-е сутки опытов содержание кортикостероидов оказалось одинаково уменьшено до 14.6 ~ь как в случае совместного действия вибрации и шума, так и одного лишь шума. Аналогичные результаты получены и при вибрации с частотой 1О Гц. Проводились исследования продолжительного действия вибрации и шума (до 18 сут).
Было показано, что совместное действие вибрации и шума повышает содержание в крови сахара, холестерина, липопротеида. Оказалось, что рост животного (судя по весу) резко замедлен — до 50 — 60 Я (по сраинению с нормой). Вероятно, в силу того, что вибрация и шум — одной физической природы (механической), их совместное биологическое действие суммируется. ДЕЙСТВИЕ ШУМА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ Два вида механических колебаний — звук и вибрации, принято различать по среде их передачи при распространении от источника генерации этих колебаний. Колебания, распространяющиеся по воздуху, называют звуковыми, и, в зависимости от частоты, их делят на колебания инфразвуковой области (ниже 1О Гц) и области слышимых звуков (от 10 — 16 до 20 000 Гц). Частоты, превышающие указанные, относятся к ультразвуковой области.
Шумы представляют собой смесь частот любой части звукового спектра. Давно уже известно, что звук как смешанных, так и чистых тонов вызывает деструктивные изменения в биологических объектах. Долгое время биологи проявляли интерес к биологическому действию звука с точки зрения его экологического значения, физиологи исследовали механизм звуковой рецепции, врачи исследовали и контролировали нормальное и патологическое состояние органов слуха. Однако в настоящее время на человека действуют звуки небывалой интенсивности, в миллион раз превышающей ту, на фоне которой протекала вся предшествующая история его развития.
Это приводит к глубоким патологическим процессам, угрожая в будущем судьбе человека — этого царя природы (Андреева-Галанина и др., 1972). Возникла настоятельная необходимость более глубокого исследова- ния механизма биологического действия звуковой энергии, прежде всего смешанного спектра частот. Речь идет, как и в случае вибрации, о прямом, нерецепторном действии звуковых колебаний на клетки и ткани организма, минуя специализированный орган слуха.
При этом следует помнить, что звуковые колебания продолжают свое патологическое действие на организм и в тех случаях, когда орган слуха, как некий предохранитель «высокого напряжения», выбывает из строя. Сведения Всемирной организации здравоохранения о числе профессиональных заболеваний рабочих предприятий с повышенной интенсивностью шума, к сожалению, касаются лишь утраты слуха, жалоб на головные боли, неврозов и др. Это результат действия шума на рецепторы, но есть и прямое действие звука помимо рецепторов. Пока нет сводок о прямом действии механических колебаний инфра- и звукового диапазона частот, вследствие чего мы ограничимся лишь ссылкой на отдельные исследования, иллюстрирующие эффект биологического действия этого вида энергии.
Известно, что действие мощных звуков на организм может привести к летальному исходу. Полагают, что гибель животных, подвергавшихся сильному звуковому воздействию (порядка !50 дБ) обусловлена действием температуры, которая при этом развивается. Звуковая энергия, абсорбированная поверхностью тела животного, преобразуется в тепло, которое в случае превышения определенных границ и вызывает смерть. Авторы отмечают, что при частоте ЭООО Гц смерть наступает в течение 9 мин, Возможно, что эта частота является резонансной, при которой амплитуда, и в данном случае кавитация, резко увеличивается. О прямом действии звука свидетельствуют опыты исследования микрофонного потенциала внутреннего уха (кохлеарного нерва) на наркотизированных животных. Было установлено видовое различие чувствительности ганглиозных клеток к интенсивности звука.
Поскольку подопытные животные были наркотизированы, то, как надо полагать, действие звука воспринималось не рецепторами, а непосредственно ганглиозными клетками. Известно, что звук интенсивностью 94 дБ подавляет экспериментально вызванный лейкоцитов животных. Из этих данных следует, что звук пронизывает все ткани организма, вызывая в них функциональные и структурные нарушения. Если учесть при этом, что каждая клеточная популяция (нервная, мышечная, эпителиальная), каждая функциональная система обладают своей, специфической для нее чувствительностью к звуковым воздействиям, то становится понятным многообразие форм патологии, вызываемой звуком (шумом), как и вибрацией. В норме шум воспринимается всеми рецепторами, а, например, для телец Пачини он является адекватным раздражителем.
Но при более мощных звуковых воздействиях, по нашему мнению, рецепторы перестают «работать». Происходит своеобразное «зашкаливание», и звуковая энергия воспринимается всеми тканями организма. К сожалению, мы еще не знаем степени чувствительности нерецепторных клеток к звуку и вибрации; таких исследований нет и поныне.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
