Магнітні властивості тканин організму, фізичні основи магнітобіології
Розділ біофізики, який вивчає вплив магнітного поля на живі організми, називається магнітобіологією.
На сьогодні є чимало екпериментальних фактів, які свідчать про вплив магнітних полів (сильних чи слабких) на біологічні об'єкти. Це стосується, наприклад, здатності багатьох тварин і рослин орієнтуватись у магнітних полях, впливу магнітних полів на властивості крові, інтенсивності водного обміну, активності багатьох ферментів, швидкості проростання і схожості насіння, впливу різких змін напруженості магнітного поля Землі (магнітні бурі) на самопочуття людей і поведінку тварин тощо. За допомогою магнітних полів вдається впливати на хід деяких біологічних процесів і хімічних реакцій.
У природних умовах всі процеси протікають в магнітному полі Землі, яке поблизу поверхні має на широті Києва горизонтальну і вертикальну
складові. Тому в біологічних системах відбуваються зміни не лише за наявності додаткових магнітних полів, а і при зміні магнітного поля Землі. Вважають, що універсальність дії магнітного поля на все живе обумовлена його впливом на властивості води.
Магнітні властивості біологічних тканин характеризуються досить низькою величиною магнітної проникності оскільки основні хімічні компоненти біосередовищ (білки, вуглеводи, ліпіди, вода) належать до діамагнетиків. В невеликій кількості в живих організмах містяться парамагнітні частинки (вільні радикали, ферменти, іони). У надниркових залозах людини виявлені ферити - складні окисли, що містять залізо і яким притаманні феромагнітні та напівпровідникові або діелектричні властивості; їх функції поки що повністю не встановлені. Подібні феромагнітні включення є у бджіл, метеликів, дельфінів. Вони забезпечують просторову орієнтацію цих тварин.
Магнітні властивості речовини характеризуються не лише магнітною проникністю , а й індуктивністю L, величина якої залежить від геометричної форми і розмірів тіла. Навіть діамагнетики можуть мати значну індуктивність, якщо вони мають форму котушки і по них тече електричний струм. Тоді
(2.65)
де п - кількість витків, що припадають на одиницю довжини - об'єм котушки.
Коулом і Бейкером (1941 р.) була визначена індуктивність плазматичної мембрани гігантського аксона кальмара. Виявилось, що такої мембрани завтовшки має досить високу індуктивність
Біоструми, що виникають в організмі, є джерелом слабких магнітних полів, які інколи можна зареєструвати. Так, наприклад, існує діагностичний метод магнітокардіографія - реєстрація зміни магнітного поля серця протягом кардіо-циклу. Перевагою при застосуванні такої методики є відсутність електричних контактів, що створює предумови для дистанційного діагностування.
В основі дії магнітного поля на біологічні об'єкти лежать первинні фізичні процеси, до яких, насамперед, слід віднести:
а) зміну концентрації молекул в неоднорідному полі;
б) дію сили Лоренца на іони, які рухаються разом з біологічною рідиною;
в) ефект Холла, який виникає в магнітному полі під час поширення електричного імпульсу;
г) різні кінетичні процеси (наприклад, поперечний та поздовжній ефекти Еттінсгаузена, пов'язані з виникненням градієнта температури при наявності електричного струму та магнітного поля).
Важливо зауважити, що магнітобіологія перебуває в стані свого становлення і фізична природа дії магнітного поля на біологічні об'єкти не є ще до кінця вивченою.
Дата добавления: 2015-03-03; просмотров: 2604;