Разработка моделей исследования акустоэлектрических колебаний в мембранах клеток живых организмов
ВВЕДЕНИЕ
Уже давно исследователи электромагнитных волн заметили их способность влиять на живые клетки организмов. Особое внимание уделяют изучению диапазона миллиметровых радиоволн (1…10 мм). Электромагнитное излучение (ЭМИ) данного диапазона (крайне высоких частот (КВЧ)) положительно воздействует на живые клетки организмов с нарушенными показателями жизнедеятельности. В настоящее время этим пользуются в КВЧ- терапии. КВЧ (крайне высокочастотная) терапия - применение волн миллиметрового диапазона с лечебной целью. Миллиметровые волны - электромагнитные колебания с частотой 30-300 ГГц. Как показали исследования, объяснить терапевтическое действие КВЧ излучения нагревом тканей нельзя, поскольку биологический эффект излучения не зависит от его плотности потока мощности. А орган или система претерпевающие изменения могут находиться на таком расстоянии от облучаемого места, что плотность потока мощности излучения там уменьшается на порядок. В настоящее время многими учёными подтверждается тот факт, что все биохимические процессы в клетке совершаются при определённых ритмах (вибрациях) клеточной мембраны. Предположим, что клетка является первичной колебательной системой организма. Тогда живой организм представляет собой совокупность элементарных колебательных систем, а жизнь является способом сосуществования элементарных колебательных систем.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОЛЕБАНИЙ В КЛЕТКАХ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ 9
1.1 История возникновения КВЧ-терапии 9
1.2 Экспериментальные установки для воздействия волнами КВЧ диапазона на клетки живых организмов 13
1.3 Акустоэлектрические волны в клеточных мембранах 16
1.4 Возбуждение колебаний белковых молекул в клетке 21
1.5 Механизм генерации клетками когерентных колебаний 21
1.6 Модель акустоэлектрических колебаний в мембране клетки 22
2. ГЕНЕРАЦИЯ АКУСТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В МЕМБРАНАХ БИОЛОГИЧЕСКИХ КЛЕТОК 23
2.1 Построение модели для описания процессов в мембране и прилегающих к ней областях 29
2.2 Стационарный процесс генерации акустоэлектрических колебаний в мембране клетки 35
2.3 Процесс возбуждения колебаний в мембране 35
2.4 Процессы, определяющие усиление акустоэлектрической волны в мембране 36
Межклеточные силы взаимодействия
Резонансные системы гидрофильных головок
Взаимодействие ионов инверсионного слоя с акустоэлектрической волной 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 51
СПИСОК ИПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Бергельсон, Л. Д. Мембраны, молекулы, клетки /Л.Д. Бергельсон. – Москва: Наука, 1982. –183 с.
2. Брюхова, А. К. Вопросы воспроизводимости результатов эксперимента при исследовании действия электромагнитных излучений нетепловой мощности миллиметрового диапазона воли на живые организмы / А. К. Брюхова, М. Б. Голант, Т. Б. Реброва // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ – 1985. – Вып. 8 (380). – С. 52-57.
3. Гельвич, Э.А. Технические аспекты электромагнитной гипертермии в медицине / Э.А. Гельвич, В.Н. Мазохин // Биомедицинская радиоэлектроника. – 1998. – №1. – С. 15-18.
4. Голант, М. Б. Об аналогии между некоторыми СВЧ системами живых организмов и техническими СВЧ устройствами / М.Б. Голант, Т.Б. Реброва // Радиоэлектроника. – 1986. –№2. – С. 10-13.
5. Голант, М. Б. К вопросу о механизме возбуждения колебаиий в клеточных мембранах слабыми электромагнитными полями / М.Б. Голанд, В.А. Шашлов // Применение миллиметрового излучения низкой интенсивности в биологии и медицине: сб. статей / под ред. Н. Д. Девяткова. – Москва: ИРЭ АН СССР. – 1985. – С. 127-131
6. ГОСТ 8.593-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Микроскопы сканирующие зондовые атомно-силовые. Методика поверки. – Введ. 2010-11-01. –М.: Стандартинформ, 2010. –12 с.
7. Давыдов, А. С. Биология и квантовая механика / А.С. Давыдов. – Киев: Наукова думка, 1979. – 296 с.
8. Девятков, Н.Д. Миллиметровые волны и их роль в процессах жизнедеятельности / Н.Д. Девятков, М.Б. Голант, О.В. Бецкий. – Москва: Радио и связь, 1991. – 160 с.
9. Дерягин, Б. В. Об электромагнитной природе сил отталкивания, формирующих ореолы вокруг клеток / Б.В. Дерягин, М.В. Голованов // Коллоидный журнал. – 1986. – Т. 28, № 2. – С. 246-250.
10. Диденко, Н. П. Изменение динамики белка под воздействием электромагнитных колебаний нетеплового уровня / Н.П. Диденко, В.В. Горбунов, В.И. Зеленцов // Письма в ЖТФ. – 1985. – Т. П, 24. – С. 1515- 1520.
Практическая значимость работы заключается в поиске путей прямого подтверждения генерации мембранами клетки акустоэлектрических колебаний. Действительно, если клетка способна генерировать колебания в КВЧ-диапазоне, то биофизические процессы в ней и во всём биологическом объекте управляемы из вне. Это доказательство изменит весь подход в организации процессов на клеточном уровне как в медицине, так и биомедицине и биологии. Акустические колебания возникают при возбуждении и распространении акустической волны - упругие возмущения в твердой, жидкой и газообразной средах.