350 руб
Журнал «Биомедицинская радиоэлектроника» №6 за 2014 г.
Статья в номере:
Исследование механизмов биологического действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот: успехи, проблемы и перспективы
Ключевые слова: электромагнитное излучение крайне высоких частот низкой интенсивности механизмы биологического действия частотная зависимость противовоспалительное действие
Авторы:
А.Б. Гапеев - д.ф.-м.н., профессор, гл. науч. сотрудник, лаборатория биологических эффектов неионизирующих излучений, ФГБУН Институт биофизики клетки РАН (г. Пущино, Моск. обл.). E-mail: a_b_g@gmail.ru
Аннотация:
Представлен обзор анализа закономерностей и механизмов биологического действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот (ЭМИ КВЧ) in vitro и in vivo. Основное внимание уделено зависимости биологических эффектов от несущих и модулирующих частот, интенсивности и длительности экспозиции. На примере исследований противовоспалительных эффектов ЭМИ КВЧ детально проанализирован вклад определенных систем клетки и организма и оценена роль ключевых звеньев в реакции организма на действие излучения. Очерчен круг принципиальных проблем, влияющих на дальнейшие перспективы развития направления исследований биологических эффектов низкоинтенсивного ЭМИ КВЧ.
Страницы: 20-30
Список источников

  1. Rojavin M.A., Ziskin M.C.Medical application of millimetre waves // Q. J. Med. 1998. V. 91. Р. 57-66.
  2. Pakhomov A.G., Murphy M.R. Low-intensity millimeter waves as a novel therapeutic modality // IEEE Trans. Plasma Sci. 2000.V. 28(1). Р. 34-40.
  3. Бецкий О.В., Лебедева Н.Н. Низкоинтенсивные миллиметровые волны в биологии и медицине: основные достижения // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2011. № 4 (64). С. 40-74.
  4. Смолянская А.З., Гельвич Э.А., Голант М.Б., Махов А.М. Резонансные явления при действии электромагнитных волн миллиметрового диапазона на биологические объекты // Успехи современной биологии. 1979. Т. 87. № 3. С. 381-392.
  5. Синицын Н.И., Петросян В.И., Ёлкин В.А. «СПЕ-эффект» // Радиотехника. 2000. № 8. С. 83-93.
  6. Синицын Н.И., Ёлкин В.А. Особая роль структуризации водосодержащей среды в современных биомедицинских радиоэлектронных технологиях и нанотехнологиях будущего // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2007. № 2-4. С. 31-43.
  7. Киричук В.Ф. Саратовские ученые-медики о физиологических эффектах электромагнитных волн миллиметрового диапазона // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2007. № 2-4. С. 98-126.
  8. Гапеев А.Б., Сафронова В.Г., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е.Модификация активности перитонеальных нейтрофилов мыши при воздействии миллиметровых волн в ближней и дальней зонах излучателя // Биофизика. 1996. Т. 41. Вып. 1. С. 205-219.
  9. Гапеев А.Б., Якушина В.С., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е. Модулированное ЭМИ КВЧ низкой интенсивности активирует или ингибирует респираторный взрыв нейтрофилов в зависимости от частоты модуляции // Биофизика. 1997. Т. 42. Вып. 5. С. 1125-1134.
  10. Бецкий О.В., Петров И.Ю., Тяжелов В.В. и др. Распределение электромагнитных полей миллиметрового диапазона в модельных и биологических тканях при облучении в ближней зоне излучателей // ДАН. 1989. Т.309. № 1. С. 230-233.
  11. BelyaevI.Ya. Non-thermal biological effects of microwaves // Microwave Review. 2005. V. 11. Р. 13-29.
  12. Hastings M., O'Neill J.S., Maywood E.S. Circadian clocks: regulators of endocrine and metabolic rhythms // J. Endocrinol. 2007. V. 195. Р. 187-198.
  13. Leloup J.C., Goldbeter A. Modeling the circadian clock: from molecular mechanism to physiological disorders // Bioessays. 2008. V. 30. Р. 590-600.
  14. Novák B., Tyson J.J. Design principles of biochemical oscillators // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2008. V. 9. Р.981-991.
  15. Моисеева Н.И., Сысуев В.М. Временная среда и биологические ритмы. Л.: Наука. 1981. 127 с.
  16. Gerisch G., Wick U. Intracellular oscillations and release of cyclic AMP from Dictyosteliumcells // Biochem. Biophys. Res. Comm. 1975. V. 65. Р. 364-370.
  17. Hess B., Boiteux A. Oscillatory phenomena in biochemistry // Ann. Rev. Biochem. 1971. V. 40. Р. 237-258.
  18. Goldbeter A. A minimal cascade model for the mitotic oscillator // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991. V. 88. Р. 9107-9111.
  19. Berridge M.J. Calcium oscillations // J. Biol. Chem. 1990. V. 265(17). Р. 9583-9586.
  20. Goldbeter A., Dupont G., Berridge M.J. Minimal model for signal induced Ca2+ oscillations and for their frequency encoding through protein phosphorylation // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. V. 87. Р. 1461-1465.
  21. Wagner E. Molecular basis of physiological rhythms // In: Integration of activity in the higher plant. Society for Exp. Biol. Symp. Univ. Press, Cambridge. 1977. Р. 33-72.
  22. Родштат И.В.Биоритмологические аспекты КВЧ воздействия низкой интенсивности // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2002. № 2(26). С. 52-56.
  23. Wiesenfeld K., Moss F.Stochastic resonance and the benefits of noise: from ice ages to crayfish and SQUIDs // Nature, 1995. V. 373. Р. 33-36.
  24. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Действие непрерывного и модулированного ЭМИ КВЧ на клетки животных. Обзор. Часть IV. Биологические эффекты модулированных электромагнитных излучений // Вестник новых медицинских технологий. 2000. Т. VII. № 3-4. С. 61-64.
  25. Григорьев Ю.Г. Роль модуляции в биоэффектах электромагнитных полей (по итогам отечественных исследований) // Ежегодник Российского национального комитета по защите от неионизирующих излучений. 2004.
  26. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К., Фесенко Е.Е., Храмов Р.Н. Резонансные эффекты модулированного КВЧ-поля низкой интенсивности. Изменение двигательной активности одноклеточных простейших Paramecium caudatum // Биофизика. 1994. Т. 39. Вып. 1. С. 74-82.
  27. Gapeyev A.B., Yakushina V.S., Chemeris N.K., Fesenko E.E.Modification of production of reactive oxygen species in mouse peritoneal neutrophils on exposure to low-intensity modulated millimeter wave radiation // Bioelectrochem. Bioenerg. 1998. V. 46(2). Р. 267-272.
  28. Gapeyev A.B., Chemeris N.K. Nonlinear processes of intracellular calcium signaling as a target for the influence of extremely low-frequency fields // Electro- and Magnetobiology. 2000. V. 19(1). Р. 21-42.
  29. Gapeyev A.B., Sokolov P.A., Chemeris N.K. Response of membrane-associated calcium signaling systems of the cell to extremely low-frequency external signals with different waveform parameters // Electro- and Magnetobiology, 2001. V. 20(1). Р. 107-122.
  30. Девятков Н.Д.Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона длин волн на биологические объекты // Успехи физических наук. 1973. Т. 110. Вып. 3. С. 453-454.
  31. BelyaevI.Ya., ShcheglovV.S., AlipovYe.D., PoluninV.A. Resonance effect of millimeter waves in the power range of 10-19-3´10-3 W/cm2 onE.coli cells at different concentrations // Bioelectromagnetics. 1996. V. 17. Р. 312-321.
  32. Смолянская А.З., Виленская Р.Л., Голант М.Б. Действие электромагнитного излучения миллиметрового диапазона на функциональную активность некоторых генетических элементов бактериальных клеток // Успехи физических наук. 1973. Т. 110. Вып. 3. С. 458-460.
  33. Чукова Ю.П.Ведущая роль поглощения и скорости генерации энтропии в изотермических биопроцессах ММ-излучения // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2007. № 2-4. С. 86-97.
  34. Лушников К.В., Гапеев А.Б., Чемерис Н.К.Влияние электромагнитного излучения крайне высоких частот на иммунную систему и системная регуляция гомеостаза // Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. Т. 42. № 5. С. 533-545.
  35. Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Механизмы биологического действия электромагнитного излучения крайне высоких частот на уровне организма // Биомедицинская радиоэлектроника. 2007. № 8-9. С. 30-46.
  36. Лушников К.В., Гапеев А.Б., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Влияние крайне высокочастотного электромагнитного излучения низкой интенсивности на показатели гуморального иммунитета здоровых мышей // Биофизика. 2001. Т. 46. Вып. 4. С. 753-760.
  37. Лушников К.В., Гапеев А.Б., Шумилина Ю.В. и др. Снижение интенсивности клеточного иммунного ответа и неспецифического воспаления при действии электромагнитного излучения крайне высоких частот // Биофизика, 2003. Т. 48. Вып. 5. С. 918-925.
  38. Коломыцева М.П., Гапеев А.Б., Садовников В.Б., Чемерис Н.К. Подавление неспецифической резистентности организма при действии крайневысокочастотного электромагнитного излучения низкой интенсивности // Биофизика. 2002. Т. 47. Вып. 1. С. 71-77.
  39. Лушников К.В., Шумилина Ю.В., Якушина В.С. и др. Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот на процессы воспаления // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2004. Т. 137. № 4. С. 412-415.
  40. Gapeyev A.B., Mikhailik E.N., Chemeris N.K.Anti-inflammatory effects of low-intensity extremely high-frequency electromagnetic radiation: frequency and power dependence // Bioelectromagnetics. 2008. V. 29(3). Р. 197-206.
  41. Gapeyev A.B., Mikhailik E.N., Chemeris N.K.Features of anti-inflammatory effects of modulated extremely high-frequency electromagnetic radiation // Bioelectromagnetics. 2009. V.30(6). Р. 454-461.
  42. Lushnikov K.V., Shumilina J.V., Yakushev E.Yu. et al.Comparative study of anti-inflammatory effects of low-intensity extremely high-frequency electromagnetic radiation and diclofenac on footpad edema in mice // Electromagnetic Biology and Medicine, 2005. V. 24(2). Р. 143-157.
  43. Гапеев А.Б., Лушников К.В., Шумилина Ю.В., Чемерис Н.К. Фармакологический анализ противовоспалительного действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот // Биофизика. 2006. Т. 51. Вып. 6. С. 1055-1068.
  44. Кулагина Т.П., Ариповский А.В., Гапеев А.Б., Чемерис Н.К. Влияние электромагнитного излучения крайне высоких частот на жирнокислотный состав клеток тимуса мышей в норме и при системном воспалительном процессе // ДАН. 2010. Т. 435. № 3. С. 403-406.
  45. Gapeyev A.B., Kulagina T.P., Aripovsky A.V., Cheme-ris N.K.The role of fatty acids in anti-inflammatory effects of low-intensity extremely high-frequency electromagnetic radiation // Bioelectromagnetics, 2011. V. 32(5). Р. 388-395.
  46. Гапеев А.Б., Романова Н.А., Чемерис Н.К. Структурные изменения хроматина лимфоидных клеток под действием низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот на фоне воспалительного процесса // Биофизика. 2011. Т. 56. Вып. 4. С. 688-695.
  47. Гапеев А.Б., Сирота Н.П., Кудрявцев А.А., Чемерис Н.К. Реакции тимоцитов и спленоцитов мыши на действие низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот в норме и при системном воспалительном процессе // Биофизика. 2010. Т. 55. Вып. 4. С. 645-651.
  48. Гапеев А.Б. Механизмы противовоспалительного и противоопухолевого действия низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высоких частот // Миллиметровые волны в биологии и медицине. 2012. № 3(67). С. 3-13.
  49. Vallabhapurapu S., Karin M.Regulation and function of NF-κB transcription factors in the immune system // Annual Review of Immunology. 2009. V. 27. Р. 693-733.