Биологичният ефект на звука и вибрациите върху клетките и тъканите на тялото
Ефектът на нискочестотната вибрация върху клетките и тъканите на тялото
Комбинираното въздействие на шума и вибрациите върху тялото на животните и хората
Ефектът на шума върху човешкото тяло и животните
Устойчивост на вибрации и звук
Ефектът на нискочестотната вибрация върху клетките и тъканите на тялото
Физическата природа на звука и вибрациите е една и съща. И в двата случая става дума за еластични колебания, разпространяващи се във вълни в газообразна, течна и твърда среда. В същото време, както вече отбелязахме, биологичният ефект на звука и вибрациите върху клетките и тъканите на тялото далеч не е същият. За съжаление природата на разликите в действието на тези два физически свързани фактора все още не е проучена в много отношения. За ефективното действие на вибрациите, нейният основен параметър е ускорението, честотата на колебанията на гравитационните сили и векторите на тези колебания. За звука обаче водещите параметри са интензитетът, изразен чрез налягане, и, както при вибрациите, честотата: в първия случай вибрацията, във втория звукът. Но по-близки тези различия все още не са установени.
За да се сравни ефективността на звука и вибрациите върху един и същи обект, бяха проведени следните експерименти. Протеинът миозин, извлечен от мускулите, беше изложен на звук. Ефективността на звука се оценява по степента на денатурация на протеина. Оказа се, че под действието на звука максимален ефект се наблюдава при честота 3000 Hz. Освен това миозиновите нишки бяха получени от протеиновия разтвор и те също бяха засегнати от звук с различни честоти. Стойността на багрилото, свързано с нишките, служи като мярка за оценка на ефективността на действието на звука. Оказа се, че и в този случай се наблюдава максимален ефект от действието на звукаплощ 3000 Hz. Именно тези обекти и хомогената на същите мускули подложихме на вибрации с различни честоти. Ефектът от вибрациите се оценява чрез промяната в ензимната активност. Във всички случаи максимален ефект се наблюдава при вибрации с честота 200 Hz. След това се опитахме да намерим най-ефективните вибрационни честоти за мускула, оценявайки ефекта на вибрацията също чрез промени в активността на ATPase на протеина, извлечен от този мускул. Оказа се, че честотата, при която ензимната активност все повече се нарушава, също е честотата от 200 Hz.
Вече видяхме, че когато звук с определена честота действа върху едни и същи обекти, не се открива забележим ефект. Докато при вибрация с честота 200 Hz, в каквато и опаковка да е протеинът, вибрацията ще има максимален ефект върху него. 200 Hz е резонансната честота на този протеин.
Когато се сравняват ефективните честоти на звука и вибрациите, когато те действат върху клетки и тъкани, които са много различни по своите характеристики, честотата на вибрациите е приблизително с порядък по-ниска от честотата на звука. Естеството на тази разлика все още не е ясно.
По-долу са данните от серия от експерименти за изясняване на ефекта от нискочестотни вибрации върху тъканите и органите на мишки. Резултатите от множество експерименти показват, че нискочестотните вибрации в повечето от изследваните тъкани, с изключение на далака и черния дроб, причиняват забележими, статистически значими структурни промени в клетките. Установено е също, че степента на изменението им за всяка тъкан и орган е различна, което показва разликата им в чувствителността към тези вибрационни честоти. Тъканите от неврогенен произход се оказват по-чувствителни, особено при вибрации с честота 25 Hz.
Оценяване на ролята на честотните характеристики на вибрациите в нейния биологичен ефект върху телесните тъкани,Прави впечатление едно изненадващо и все още трудно обяснимо явление - липсата на забележими промени в тъканите от вибрации с честота 50 Hz. Защо вибрациите с честота 25 Hz предизвикват доста значителни съществени промени в тъканите, но още по-значителни са промените, наблюдавани при вибрации с честота 75 Hz, докато при 50 Hz те липсват? За съжаление, за да обясним това явление, ние не разполагаме с никакви убедителни експериментални данни и сме принудени да се ограничим до някаква аналогия, например със сърдечната дейност. Както знаете, сърцето работи в строго постоянен ритъм. Ако подадем сигнали за стимулация на сърцето в същия ритъм, това ще помогне да се подобри дейността му в обичайния му ритъм. Нека си представим обаче подаването на стимули към сърцето, които попадат в противофазата на неговия ритъм. Тогава са неизбежни сърдечни сривове с катастрофални последици за бъдещата му съдба. Нещо подобно може да си представим и за други тъкани, ако приемем, че не само сърцето, но и всички живи тъкани „работят“ в определен ритъм и ритъм с такава честота, подаден отвън, ще предизвика само подобряване на тяхната дейност. Напротив, други ритми, например 25 и 75 Hz, ще доведат до сериозни нарушения както в структурата, така и във функцията на тези тъкани, които наблюдаваме.
Нека дадем още един поучителен пример, който потвърждава идеята за многообразието на явленията, причинени от вибрациите, за разнообразието от патологични процеси, възникващи в резултат на нейното действие.
За протеина актомиозин резонансната честота на вибрация е 200 Hz. Освен тази честота, значителен ефект оказват и вибрации с честота 25 Hz; без значение в каква опаковка е протеинът, тези честоти ще го намерят. Под действието на вибрация с тази честота протеинътгуби способността да разгражда АТФ, да произвежда енергия за мускулна работа. Сега, въз основа на идеята, че естеството на патологията се определя от физическите характеристики на вибрацията, ние ще подложим животното на вибрации с честота точно 25 Hz, знаейки, че, наред с други неща, протеинът ще загуби АТФазна активност. Как ще се отрази това на състоянието на тялото? Експериментите потвърдиха очакваните резултати. Животните, подложени на вибрации, загубиха физическата си сила да се задържат на водата, да плуват. Тези данни са много поучителни. Става ясно защо екипажите на хеликоптери, трактористите, танкистите и изобщо други професии, които на пръв поглед не извършват пряка физическа работа в процеса на работа, но са изложени на вибрации, изпитват невероятна физическа умора. Сега това явление вече е експериментално доказано.
В проведените експерименти се разкриват два много важни факта. Първо, вибрацията потиска физическата издръжливост още в първите часове от нейното действие и този ефект, според нашите данни, продължава няколко дни. От това следва много важен практически извод - необходимо е да се изключи всякаква физическа активност за лицата, изложени на вибрации в процеса на тяхната работа. На второ място, вибрациите нарушават едно от фундаменталните биологични свойства на мускулите - способността за увеличаване на функционалната активност чрез тренировка. След вибрация мускулите губят тази способност за известно време.
Горните експерименти също показват изключителното значение на избирателното действие на вибрациите при възникване на патологични процеси.
Комбинираното въздействие на шума и вибрациите върху тялото на животните и хората
В производството интензитетът на шума често надвишава установените хигиенни стандарти по отношение на честота и интензитет.Много често, в зависимост от естеството на производството, шумът, както и вибрациите, имат периодичен характер, който е по-вреден от постоянния шум. Проведени са проучвания на кораборемонтни работници, при които честотата на вибрациите достига 2000-3000 Hz, амплитудата - от 0,1 до 0,52 mm, а интензитетът на шума - 105 dB. Ефектът от вибрациите беше съчетан с шума от определената характеристика. При такива условия редица работници са имали ангиоспазъм, болка в пръстите, тремор на крайниците и повишаване на кръвното налягане.
Действието на шума засяга предимно органите на слуха, причинявайки болка в тях. В същото време се наблюдава изненадващо по природа явление - асиметрия в изменението на чувствителността на ухото. Отбелязва се също, че младите работници са по-реактивни към комбинирания ефект на шум и вибрации. Това може да се дължи на факта, че при по-възрастни работници с дълъг производствен опит праговете на слуха са повишени и често се наблюдава значителна загуба на слуха. Напротив, при младите работници каналът за възприемане на шума е органът на слуха, чиято функция все още не е нарушена, поради което звуковата енергия в комбинация с вибрациите се възприема напълно, което води до най-осезаемите резултати.