Физические механизмы регуляции интенсивности газообмена и обмена веществ пульсовым артериальным давлением крови

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛЯЦИИ ИНТЕНСИВНОСТИ ГАЗООБМЕНА И ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ ПУЛЬСОВЫМ АРТЕРИАЛЬНЫМ

ДАВЛЕНИЕМ КРОВИ

С.Н.Багаев, В.Н.Захаров, В.А.Орлов, С.В.Панов Институт лазерной физики СО РАН, e-mail: lss@laser.nsc.ru

С помощью лазерного и электрофизиологического методов получены новые результаты, необходимые для понимания сущности явления транскапиллярного обмена. Впервые рассматриваются физические механизмы регуляции интенсивности газообмена и обмена веществ пульсовым артериальным давлением крови.

Изучение механизмов транспортной функции сердечно-сосудистой системы, а также исследования микроциркуляции крови и транскапиллярного обмена лазерным и электрофизиологическим методами позволили авторам установить функционально-преемственные связи между магистральной кровеносной системой и звеном микрогемоциркуляции. Для транспорта крови в магистральном русла основополагающее значение имеет явление образования винтового потока крови в сердечно-сосудистой системе человека и животных, а в звене микрогемоциркуляции -явление локальных поперечных перемещений стенок микрососудов в акустическом диапазоне частот. Энергия вращательного компонента винтового потока крови обеспечивает существование распределенного диастолического градиента давления в артериях, направленного на преодоление периферического сопротивления потоку крови, и создает равномерное движение крови в звене микрогемоциркуляции. Импульсное, пульсовое, давление крови, связанное с сердечным выбросом и равное разности систолического и диастолического артериального давления, проникает в звено микрогемоциркуляции со скоростью звука, затрачивается на растяжение стенок микрососудов, запускает в них высокочастотные сокращения гладкомышечных клеток и реализует главнейший процесс жизнедеятельности организма - транскапиллярный обмен. Экспериментально обосновано, что регуляция транскапиллярного обмена осуществляется автоматически пульсовым давлением крови. В момент сердечного выброса в артериях, артериолах, капиллярах и венулах возникает прирост давления крови. Данный быстрый импульсный прирост давления не приводит к изменению убывающего градиента диастолического давления, сохраняющего равномерность кровотока в микросоудистом русле, а аккумулируется в энергии упругой деформации стенок микрососудов при их растяжении. Далее эта энергия активно используется в обеспечении транскапиллярного обмена. Когда давление крови в артериальной сети капилляров превышает уровень интерстициального давления, кислород и питательные вещества направленно поступают из артериальных ветвящихся капилляров в интерстициальное пространство. Когда давление крови в венозной сети капилляров ниже интерстициального давления, углекислый газ и продукты метаболизма поступают из интерстициального пространства в венозные сходящиеся капилляры. Эти два процесса разнесены не только во времени, но и в пространстве и обеспечивают разделение функций артериальной и венозной сетей капилляров. Наряду с этим, импульсное давление крови возбуждает гладкомышечные клетки артериол, которые сокращаются в акустическом диапазоне частот. При сокращении гладкомышечных клеток артериол в их просвет поступают ионы водорода. Понижение pH крови приводит к освобождению гемоглобина эритроцитов от кислорода. Интенсивность газообмена и обмена веществ регулируется по запросу тканей и клеток нейрогуморальными механизмами, изменяющими частоту сердечных сокращений, скорость кровотока и минутный объем кровообращения для обеспечения необходимого, должного, уровня газообмена и обмена веществ в конкретных физиологических условиях жизнедеятельности организма.

By means of laser and electrophysiological methods the new effects necessary for understanding of essence of the phenomenon of transcapillary exchange are obtained. For the first time physical mechanisms of regulation of intensity of gas exchange and a metabolism by pulse arterial pressure of blood are considered.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СОТОВОЙ СВЯЗИ

Баранов Н.Н.1, Климовский И.И.1, Вальчук Т.Е.2 1 - Объединенный институт высоких температур РАН, г. Москва 2 - Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В.Пушкова РАН

В настоящее время число пользователей различных систем сотовой связи (ССС) в РФ достигло более 130, а в Москве - около 10 млн. человек. При мощности мобильного телефона (МТ) стандарта GSM-900/1800 - основного стандарта, используемого в РФ, - 0.8^2 Вт суммарная мощность всех МТ в РФ превышает 130 МВт, а в Москве - 10 МВт. То есть, интегральная система сотовой связи РФ может рассматриваться, как обособленная энергетическая система. Ее главный фактор воздействия на окружающую среду - сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение, способное оказать негативное воздействие на здоровье людей. Частоты ЭМП ССС лежат в диапазоне примерно от 0,5 до 2 ГГц, то есть перекрываются с диапазоном частот ЭМП, используемых в радиолокационных станциях. Общеизвестно, что такие электромагнитные поля при плотностях потока энергии (ППЭ), превышающих их предельно допустимые уровни (ПДУ) могут представлять серьезную опасность для здоровья людей и особенно для здоровья детей. В 1972 году ПДУ для населения ЭМП СВЧ диапазона длин волн составлял 1 мкВт/см2. В 1996 году ПДУ был увеличен до 10 мкВт/см2. Для определения уровня облучения, возникающего при работе мобильного телефона, используется единица измерения, называемая удельным коэффициентом поглощения (Specific Absorption Rate) (SAR). Предельный уровень SAR для мобильных телефонов общего назначения составляет 2 Вт/кг. Соответствующие оценки, основанные на значениях ПДУ, принятых в России, показывают, что среднесуточный максимально допустимый энерговклад QiraKc, в мозг ребенка и взрослого человека не должен превышать соответственно 1,1 и 11 мВт/кг, которые меньше предельного уровня SAR практически в 2000 для взрослых и 200 раз для детей. Если учесть скин-эффект, и учесть, что большая часть ЭМП МТ попадают в мозг абонента непосредственно через зону, соизмеримую по размерам с размерами МТ, то в областях мозга, прилегающих к ушам, SAR может достигать значений 20 Вт/кг и более. СВЧ излучение МТ действует не только на их обладателей, но и на окружающих их людей. На круглой территории площадью S, суммарная ППЭ I ЭМП МТ, воздействующего на человека, находящегося в центре этой территории определится по формуле

т 0,75PN, N

I =-ln J—

S V n

где N и P - число и мощность отдельного МТ. Полагая для г. Москвы P = 1 Вт, N = 107, S = 8,787-1012 см2, получаем 1=7 мкВт/см2. То есть, в случае непрерывной работы всех мобильных телефонов на территории Москвы, плотность потока энергии МВИ близка к его допустимому значению 10 мкВт/см2. Если учесть, что деловая жизнь преимущественно сосредоточена в центре Москвы, и предположить, что треть мобильных телефонов Москвы сосредоточена на 0,1 части площади этого города, то ППЭ ЭМП в центре Москвы при одновременной работе мобильных телефонов достигнет 60 мкВт/см2. То есть, при работе каждого МТ более 4 часов в сутки, их излучение становится опасным для населения, проживающего в центре Москвы. Учитывая количество МТ в России, приходится признать, что они могут представлять опасность для здоровья большей части ее граждан, в том числе и детей, не пользующимся мобильными телефонами. Следовательно, проблема негативного воздействия ЭМП мобильных телефонов на здоровье людей по своим масштабам перестает быть чисто медицинской проблемой. Учитывая, что число абонентов сотовой связи в настоящее время в РФ составляет около 130 млн. человек, проблема микроволновых электромагнитных

полей, излучаемых не только МТ, но и базовыми станциями ССС, передающими антеннами космического телевидения и космической связи и т.д. может со временем в общероссийскую экологическую проблему - проблему сохранения здоровья российского народа. Поскольку названная выше экологическая проблема возникла, в первую очередь, в связи с развитием сотовой связи, приведшем к появлению в природной среде, окружающей человека, нового, ранее отсутствовавшего экологического фактора антропогенного происхождения -микроволнового излучения, приходится констатировать появление на рубеже XX -XXI веков новой формы экологии, естественным названием для которой служит название «электромагнитная (микроволновая) экология». Очевидно, что эффективное решение этой проблемы возможно только в том случае, если в этом решении примут активное участие не только медики и биофизики, но и специалисты в областях радиотехники и радиофизики.