УДК 577.352.5

О механизмах аэроионного и электрокоронного воздействия на биологические объекты

Выговский Ю.Н., Генеральный директор ООО МТО “МеДиа” (Москва), к.ф.-м.н

Малов А.Н., профессор Иркутского государственного университета (Иркутск), д.ф.-м.н.

1. Медико-биологические электрофизические концепции

Значимость отрицательных аэроионов для функционирования биологических систем была определена и исследована в работах А.Л.Чижевского еще в начале ХХ века [1]. В практическом здравоохранении это открытие нашло свое применение в виде аэроионотерапии [2], когда с лечебной целью используются движущиеся со скоростью 1-2 см/сек частицы атмосферного воздуха, несущие на себе отрицательный или положительный электрический заряд. Считается [2], что раздражая многочисленные рецепторы кожи и слизистых оболочек лица и верхних дыхательных путей, а также и рецепторы бронхолегочного аппарата, аэро- и гидроионы через центральную нервную систему оказывают сложное нейрорефлекторное действие на весь организм в целом. Кроме этого, ионизированный воздух проникает по бронхам и бронхиолам до альвеол, где аэроионы передают свои отрицательные заряды форменным элементам крови, разносящим их по всем тканям и органам, вызывая, тем самым, своеобразное электрогуморальное действие. Отрицательные аэроионы повышают электропотенциал кожи, белков крови и других тканей, способствуют активизации окислительно-восстановительных процессов, что, в свою очередь, улучшает обменные процессы, ускоряет заживление ран, стимулирует функцию ретикулярно-эндетемальной системы.

Родственной по физическому механизму к аэроионо

терапии является другая физиотерапевтическая процедура – франклизация (электростатический душ) – воздействие постоянным электрическим полем высокого напряжения (зазор 10-15 см при 40-50 кВ) на организм. Механизм воздействия в этом случае основан на расщеплении из-за перемещения зарядов в электрическом поле молекул воздуха и образовании аэроионов, озона и окислов азота. Под влиянием электрического поля происходит изменение ориентации дипольных моментов молекул в тканях и индуцируется слабый постоянный ток. Такая электризация организма приводит к изменению физико-химических процессов и отражается на его биологических и физиологических функциях. Также медики полагают [2], что при франклизации происходит некий “тихий” электрический разряд и образуется повышенная концентрация аэроинов и озона. Больной дышит этим воздухом и при этом основную роль играет нервно-рефлекторный фактор и наиболее ярко выражены сосудистая и температурная реакции, которые протекают в две фазы. Сначала происходит кратковременный спазм поверхностных капилляров и снижение местной температуры. Затем наступает расширение капилляров и повышение температуры, что приводит к активизации циркуляции крови как в поверхностных, так и глубоких тканях, улучшению крово- и лимфообращения, питания и обмена веществ. В результате изменяется и функциональное состояние центральной нервной системы. Также отмечается и некоторое бактерицидное действие в поверхностных слоях раны из-за взаимодействия с озоном.

В подобном же стиле интерпретируются медиками [2] и механизмы гальванотерапевтического воздействия постоянного тока на организм – прохождение тока через ткани вызывает в них физико-химические сдвиги, в основе которых лежат процессы электролиза, изменения концентрации ионов в клетках и тканях и явления диэлектрической поляризации. В организме ток распространяется преимущественно по межклеточным пространствам, кровеносным и лимфатическим сосудам, оболочкам нервных стволов и мышцам. Под действием тока ионы скапливаются у перегородок и как бы формируют добавочные полюсы в толще тканей, между которыми возникают дополнительные токи, называемые поляризационными. Поляризация наиболее интенсивно выражена в коже, имеющей сложную мембранную структуру. Это явление сказывается на дисперсности коллоидов протоплазмы, гидратации клеток и проницаемости биомембран. Релаксация наведенной поляризации организма происходит в течение нескольких часов.

В процитированных медицинских интерпретациях механизмов воздействия на организм электрических факторов с физико-технической точки зрения имеется множество несообразностей и противоречий. Это связано, по нашему мнению, прежде всего с тем, что пока еще не получила распространения концепция биологического организма как открытой целостной электрической машины [3], генерирующей, потребляющей, утилизирующей электрические заряды [4] и постоянно обменивающейся зарядами с окружающей средой. Странным представляется и тот факт, что и в известных учебных курсах по биофизике [5,6] электрические процессы в организме в целом не рассматриваются, а уделяется внимание только частным аспектам электрических явлений: распространение нервного импульса, сокращение мышц, потенциал биомембран и т.п. понятно, что подобная ситуация не способствует дальнейшему развитию методов аэроионного воздействия на живые объекты и особенно развитию приборного парка для их реализации. Поэтому имеющийся обширный экспериментальный материал по применению аэроионов в народном хозяйстве и медицине, наработка которого была начата еще самим А.Л.Чижевским [1], требует нового осмысления и формулировки соответствующей концепции на современном биофизическом уровне.

Целью настоящей работы является привлечение внимания к актуальности формулировки физико-технических принципов аэроионного воздействия на биосистемы как одного из способов управления состоянием различных организмов. Эти принципы должны стать исходными для проектирования и разработки оптимальных аэроионных приборов для нужд сельского хозяйства и медицины.

2. Зарядовые состояния биосистем

В целом любой живой организм представляет собой неравновесную открытую систему электрических зарядов, состояние которой непрерывно меняется в результате взаимодействия прежде всего с электрическими зарядами и полем поверхности Земли и других объектов. Твердо установлено, что полный заряд организма человека отрицателен, как и поверхности Земли [1,4]. Это обстоятельство, с учетом закона Кулона, делает казалось бы невозможным доставку отрицательно заряженных аэроионов в биологический организм. Однако, недавнео опубликованный анализ отклонений от закона Кулона при электростатическом взаимодействии проводящих шаров [7], показывает, что в общем случае произвольных одноименно заряженных шаров на близких расстояниях между ними отталкивание сменяется притяжением. Эффект притяжения возникает при точечном заряде относительно большой величины или на относительно малых расстояниях заряда от шара. Это нетрадиционное проявление закона Кулона аналогично ван-дер-ваальсову притяжению нейтральных сферически симметричных частиц. Конечно, живой организм является не просто сферой с пространственным зарядом, а, по крайней мере, учитывая наличие легких, двухполостной системой.

Таким образом, для реализации кулоновского притяжения между одноименно заряженными телами необходимо создать вблизи объекта достаточно большой по величине электрический заряд (что соответствует наличию “порогового” по концентрации аэроионов проявления эффекта А.Л.Чижевского, причем абсолютное значение этой величины следует сравнивать с зарядом объекта), имеющий относительно малую скорость (воздушный поток со скоростью несколько см/сек). Только при этих условиях, которые все еще детально не определены для реальных организмов, возможно усвоение поверхностью тела аэроионов с максимальной эффективностью.

В традиционной биофизике считается [8], что электрические свойства клеток определяются ионным поведением мембран, имеющих толщину около 75 ангстрем. Ионы, находящиеся в дипольной жидкости, каковой является связанная в организме вода, несут электрические заряды, а мембрана характеризуется определенной электрической емкостью. Поэтому заряды могут накапливаться на мембране, меняя ее потенциал. Это разность потенциалов создает в толще мембраны электрическое поле, которое, в свою очередь, порождает силы, действующие на все заряженные частицы внутри мембраны.

Движение зарядов в организме приводит к возникновению т.н. биотоков, и доктрина, основанная на этом, стала главенствующей в медицине и биофизике ХХ века. Однако, известные биотоковые модели не могут объяснить целый ряд экспериментальных фактов. Так, описанная выше модель гальванотерапевтического воздействия постоянного тока, не объясняет чересчур малого разброса параметров действующего тока (напряжение и сила тока) при известной широкой индивидуальной вариабельности величины электросопротивления организма. Явления электролиза под действием медицинских электроприборов убедительным образом не проявлялись- это так и осталось недоказанной гипотезой.

С другой стороны, даже действие КВЧ и лазерного излучения на биологические системы может быть достаточно исчерпывающе объяснено изменением зарядового (дипольного и мультипольного) состояния организма [9]. Очевидно, что все биохимические реакции управляются, в конечном счете, именно электрическими полями клетки или мембраны, источниками которых являются электрические заряды. Поэтому роль биотоков (исключая, конечно, процессы в нервной системе) сводится к созданию пространственно распределенных зарядов в организме, формирующих электрическое поле всего организма, имеющее, по видимому, не очень высокое значение напряженности по сравнению с электрическим полем Земли (600-1000 В/м). суперпозиция электрических полей организма и его окружения и образует управляющее воздействие на биохимические и физиологические процессы.

С точки зрения электрофизической модели акупунктурного воздействия [2], можно сказать, что к настоящему времени относительно полное понимание электрической биосистемы организма достигнуто при его анализе как совокупности генераторов токов или, можно так выразиться, на уровне своеобразной биохимической батарейки или аккумулятора. Известно, что разделение зарядов или формирование электродвижущей силы (э.д.с.) в организме может быть объяснено ионным мембранным транспортом и синтезом АТФ [5,6,8]. Если бы создаваемые заряды не поглощались и не утилизировались в результате жизнедеятельности, то накапливающийся на поверхности тела избыточный электрический заряд создал бы потенциал, равный потенциалу генераторов и протекание биотоков стало бы невозможным. Одним из каналов утилизации избыточного заряда недовно предложено считать биологически активные точки (БАТ) акупунктуры, играющие роль электронопоглотителдей [2]. По современным оценкам до 80% поверхностного заряда у человека локализовано на конечностях и волосистой части головы, чем, кстати, может быть объяснено и действие на человека вариаций электрического поля атмосферы при перемене погоды – в первуюочередь пациентами обычно отмечаются головные и ревматические (в конечностях) боли.

Таким образом, даже беглый обзор известных данных, позволяет выделить как первопричину изменения состояния биологического объекта его зарядовое состояние и сформированное им электрическое поле. Все иные воздействия- токовые, лазерные, КВЧ и радиоволновое- также как и способ Чижевского могут изменять за счет дипольного и мультипольного взаимодействия электромагнитных волн с веществом пространственную структуру заряда в теле с последующим изменением биохимического и физиологического статуса организма в целом. На основании изложенного можно констатировать, что процедура аэроионизации биосистем является наиболее непосредственным и прямым способом управляющего воздействия на организм. Это позволяет предположить, что аэроионное воздействие имеет более линейный характер (из-за отсутствия опосредующих звеньев, что характерно, например, для лазерной биостимуляции) и поэтому его легче дозировать по степени воздействия и, при необходимости, фракционировать для минимизации отрицательных последствий.

3. Специфика зарядовых состояний различных биобъектов

Аэроионное управление состоянием организма имеет и еще одно немаловажное преимущество по сравнению с волновыми методиками – оно не требует специальной подготовки поверхности для обеспечения максимального поглощения падающего излучения. Но вместе с тем, следует иметь в виду, что темп поступления аэроинов для различных объектов должен варьироваться. Так у ряда сельскохозяйственных животных наличие шерстяного покрова обуславливает свои специфические условия накопления поверхностного заряда. Избыточный заряд может активно “стекать” с острия отдельных волосков либо накапливаться с очень большим запасом. Поэтому представляется очевидным, что использование однотипных устройств типа люстр Чижевского, не адаптированных к конкретным условиям, для разных видов животных не позволит достичь максимального эффекта в аэроионо- и озоновоздействии.

Особая специфика присуща и аэроионной предпосевной обработке семян и зерна. Семена с электрической точки зрения являются преимущественно диэлектриками, а биохимические процессы в них протекают в “спящем” режиме. Аэроионная стимуляция процесса “пробуждения” сем ян связана прежде всего с формированием значительного поверхностного, сферически несимметричного, заряда, который своим электрическим полем и запускает биохимические процессы прорастания зерна. При этом способ формирования электрического поля внутри зерна поверхностным зарядом оказывается более практически удобным, чем прямое помещение зерна в электрическое поле, чья напряженность зачастую превышает пробойное напряжение для воздуха.

4. Выводы и заключение

Таким образом, можно сформулировать следующие предварительные выводы:

1. Метод аэроионизации по А.Л.Чижевскому обеспечивает прямое и непосредственное воздействие на зарядовое состояние биологических объектов и поэтому наиболее эффективен для стимуляции и оздоровления широкого класса животных и растений.
2. Осаждение отрицательных аэроионов на отрицательно заряженную поверхность не противоречит закону Кулона, но требует для достижения максимальной эффективности выполнения определенных условий по величине зарядов и их взаимным скоростям.
3. Оптимизация аэроионных технологий должна проводиться с учетом электрических свойств объекта (включая и его заболевания) и его окружения.
4. Управляющими параметрами аэроионного воздействия являются концентрация аэроионов (заряд) и скорость (темп) его доставки к организму воздушным потоком. Следует заметить, что дозометрия аэроионного воздействия до сих пор остается в зачаточном состоянии.
5. Действие электрического заряда на организм реализуется через его электрическое поле, индуцирующее диэлектрическую поляризацию биоткани и прежде всего клеточных мембран, поле которых регулирует в клетках процессы синтеза ДНК, РНК, белков и обмена веществ.

В целом можно сделать вывод, что необходимо дальнейшее и более комплексное исследование электрофизических процессов в биологических системах, в том числе и при воздействии аэроионных корпускулярных потоков. Эти исследования требуют разработки методов объективного контроля движения зарядов и дозометрии аэроионного воздействия, разработки способов визуализации электрических полей и зарядовых состояний на основе, может быть, способов Кирлиан-фотографии и голографии.

В заключение стоит заметить, что ситуация с методом А.Л.Чижевского в науке и технике не является исключительной. Так, применение низкоинтенсивных лазеров в медицине давно клинически апробировано и они широко используются даже в практическом здравохранении при отсутствии общепризнанной концепции механизма лазерной биостимуляции [9]. Причина такого положения дел обусловлена, прежде всего, сложной, самоорганизующейся и открытой структурой любого биологического объекта.

1. Чижевский А.Л. Аэроионы и жизнь. Беседы с Циолковским. – М.: Мысль, 1999. – 716 с.
2. Юлдашев К.Ю., Куликов Ю.А. Физиотерапия. – Ташкент: ибн Сина, 1994. – 270 с.
3. Чернавский Д.С., Чернавская Н.М. “Белок-машина”. Биологические макромолекулярные конструкции. – М.: “Янус-К”, 1999. – 256 с.
4. Молостов В.Д. Иглотерапия: практическое пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2000. – 480 с.
5. Волобуев А.Н. Биофизика. – Самара: “Самар. Дом печати”, 1999. – 168 с.
6. Рубин А.Б. Биофизика.- М.: “Книжный дом “Университет”, - т. 1, 1999. – 448 с.; - т. 2, 2000.- 468 с.
7. Саранин В.А. О взаимодействии двух электрически заряженных проводящих шаров. //Успехи физических наук, 1999, т. 169, № 4, с. 453-458.
8. Плонси Р., Барр Р. Биоэлектричество: количественный подход. – М.: Мир, 1991. – 336 с.
9. Выговский Ю.Н., Малов А.Н. Физика лазерной биостимуляции. – М.: 200. – 75 с. / http://www.media-security.ru