Магнитобиология

раздел биофизики (См. Биофизика). Изучает влияние внешних искусственных и естественных магнитных полей на живые системы (клетка, организм, популяция и т.д.), исследует магнитные поля, генерируемые живыми структурами (сердце, мозг, нерв и т.п.), и определяет магнитные свойства веществ биологического происхождения. Сведения о влиянии искусственных магнитных полей (МП) на организм человека появились в глубокой древности. О лечебных свойствах магнита упоминали Аристотель (4 век до н. Э.) и Плиний Старший (1 век н. Э.), немецкий врач Парацельс (16 век) и английский естествоиспытатель У. Гильберт (17 век). В древности часто преувеличивали лечебные свойства магнита, считая, что им можно вылечить любую болезнь и даже вернуть молодость.

Европейские медики 19 века (среди них французский невропатолог Ж. М. Шарко и русский клиницист С. П. Боткин) указывали на успокаивающее действие МП на нервную систему. В начале 20 века применение МП в физиотерапии было вытеснено более мощными средствами электротерапии (диатермия, поле УВЧ и т.п.). Интенсивное развитие М. Начинается с 60-х годов в связи с зарождением космической биологии (См. Космическая биология). Большинство работ по М. Посвящено изучению биологического действия усиленных (по сравнению с геомагнитным полем) искусственным МП. Напряжённость этих МП варьировала от долей Эрстеда до 140 000 эрстед. Чаще всего изучали биологическое действие МП напряжённостью несколько сот эрстед. Такие поля вызывают разнообразные эффекты у человека, животных, растений, микроорганизмов, а также в изолированных тканях, клетках и внутриклеточных органеллах.

В организме млекопитающих на МП реагируют все системы, но наиболее реактивными являются те, которые выполняют регуляторные функции (нервная, эндокринная и кровеносная). Особенно чувствительны к МП эмбриональные ткани и наиболее интенсивно функционирующие органы взрослых животных. На нервную систему МП оказывает преимущественно тормозное действие, угнетая условные и безусловные рефлексы, изменяя электроэнцефалограмму в сторону преобладания медленных ритмов и уменьшая частоту электрических разрядов отдельных нейронов. В клетках нейроглии (См. Нейроглия) при этом изменяются биохимические процессы. Электронномикроскопические исследования обнаружили нарушения структуры митохондрий (См. Митохондрии) в нервных клетках.

Из отделов головного мозга наиболее магнитореактивными оказались Гипоталамус и кора больших полушарий. Изолированные структуры мозга реагировали на МП интенсивнее, чем целостный мозг, что свидетельствует о непосредственном действии МП на нервную ткань. Гипофиз в ответ на магнитное воздействие изменял продукцию отдельных гормонов и прежде всего гонадотропных. Значительные морфологические изменения наблюдали в половых железах (особенно мужских), в надпочечниках и щитовидной железе. Изменения кровеносной системы выражались в расширении сосудов и кровоизлияниях. В крови наблюдались увеличение числа лейкоцитов, изменение свойств тромбоцитов и РОЭ. Реакции экспериментальных животных на МП обычно носили обратимый характер.

Сильные МП (несколько тысяч эрстед) вызывали у растений подавление роста корней, уменьшение интенсивности фотосинтеза, изменения в окислительных процессах и другие эффекты. Под влиянием МП изменялись характер и скорость роста микроорганизмов, активность их ферментных систем, синтез РНК и чувствительность к повышенным температурам. Часть перечисленных эффектов объясняют изменением проницаемости биологических мембран (См. Биологические мембраны), ориентации макромолекул и свойств содержащихся в организме водных растворов. Предполагают, что геомагнитное поле и его изменения (см. Земной магнетизм) играют важную роль в ориентации живых организмов в пространстве и во времени. Наряду с другими физическими факторами оно может оказывать ориентирующее действие не только при дальних миграциях птиц и рыб, но и при передвижении насекомых, червей, моллюсков и других животных.

Некоторые растения ориентируют свою корневую систему относительно магнитного меридиана (см. Магнитотропизм). Колебания геомагнитного поля, вызванные изменением солнечной активности, сказываются на многих процессах в биосфере и изучаются гелиобиологией (См. Гелиобиология). Длительное искусственное ослабление геомагнитного поля путём экранировки или компенсации оказывало неблагоприятное влияние на жизнедеятельность животных, растений и микроорганизмов, что заставляет предполагать экологическую значимость геомагнитного поля. Данные М. Важны для терапевтических целей и при гигиенической оценке МП, используемых на различных производствах. Поскольку МП обладает проникающим действием и влияет прежде всего на регуляторные системы организма, оно может служить удобным инструментом при управлении некоторыми биологическими процессами.

Для осуществления этой задачи необходимо выяснить зависимость биологического эффекта от напряжённости, градиента, частоты и направления МП, а также от локализации и продолжительности воздействия поля. Большой интерес представляют данные о противоопухолевом, антирадиационном и противотемпературном защитном действии постоянного МП. Однако отсутствие общепризнанной теории первичного (физико-химического) механизма биологического действия МП и разрозненный эмпирический характер большинства исследований тормозят развитие М. Для обсуждения полученных результатов и координации работ по М. Были проведены три симпозиума в Москве (Биологическое действие магнитных полей и статического электричества, 1963. Реакция биологических систем на слабые магнитные поля и подходы к гигиенической оценке магнитных полей, 1971), конференции в Томске (1964, 1965) и Всесоюзные совещания по изучению влияния МП на биологические объекты (Москва, 1966, 1969).

В Чикаго (США) состоялись Международные симпозиумы по М. (1961, 1963, 1966). Лит. Биологическое и лечебное действие магнитного поля и строго-периодической вибрации, Пермь, 1948. Пресман А. С., Электромагнитные поля и живая природа, М., 1968. Холодов Ю. А., Магнетизм в биологии, М., 1970. Влияние магнитных полей на биологические объекты. Библиографический указатель отечественной и иностранной литературы, М., 1970. Влияние солнечной активности на атмосферу и биосферу Земли, М., 1971. Новости медицинского приборостроения, в. 3, М., 1971, с. 63—92. Влияние магнитных полей на биологические объекты, М., 1971. Biological effects of magnetic fields, v. 1—2, N. Y. — L., 1964—69. Ю. А. Холодов..