Биологическое действие электрического тока: Действие электрического тока на организм человека

Содержание

Действие электрического тока на организм человека

Электротравма – это травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги. При этом электрический ток, проходя через тело человека, производит тепловое, химическое и биологическое воздействие, тем самым нарушая нормальную жизнедеятельность человека.

Химическое действие тока ведет к электролизу крови и других содержащихся в организме растворов, что приводит к изменению их химического состава и, следовательно, к нарушении их функций.

Биологическое действие электрического тока проявляется в опасном возбуждении живых клеток организма, в частности нервных клеток и всей нервной системы. Такое возбуждение может сопровождаться судорогами, явлениями паралича. В ряде случаев возможен паралич дыхательного аппарата (паралич мышц грудной клетки) и паралич сердца (мышц желудочков сердца).

Паралич дыхания и паралич сердца приводит к смертельному исходу.

При электротравме могут быть поражения отдельных частей тела, электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения тела и др.

Электрические ожоги могут быть вызваны действием электрической дуги, когда ее пламя непосредственно воздействует на наружные ткани тела (главным образом кожу). Могут быть ожоги, вызванные непосредственным протеканием электрического тока, особенно в месте контакта кожи с токоведущими частями.

Металлизация кожи может быть в результате проникновения частичек металла в верхние ее слои, например, при горении электрической дуги.

Механические повреждения организма человека возможны в результате резких, непроизвольных движений вследствие внезапного раздражения током. При этом не исключены падение, ушибы тела.

При более тяжелых случаях (при большей силе тока и длительности его прохождения)  возможны поражения центральной нервной системы, паралич дыхания, паралич сердца. В ряде случаев вследствие паралича дыхания и паралича сердца может наступить клиническая («мнимая») смерть. При этом отсутствуют пульс и дыхание, но клетки организма еще живы. При отсутствии срочной и правильно оказываемой медицинской помощи клиническая смерть переходит в смерть биологическую. Биологическая смерть наступает не сразу, а постепенно, через промежуток времени 7-10 мин. Следовательно, если сразу же на месте происшествия после освобождения от действия электрического тока пострадавшему оказана первая медицинская помощь в виде искусственного дыхания и непрямого массажа сердца, пострадавшего можно оживить, вернуть ему жизнь.

Прекращение работы сердца под действием электрического тока может быть или в результате непосредственного действия тока на сердечную мышцу, когда ток проходит по пути, например, «рука-рука» через область сердца, или рефлекторно вследствие нарушения функции центральной нервной системы, ведающей работой органов тела.

Степень поражения человека и тяжесть электрического удара зависят главным образом от величины тока, проходящего через тело человека, и длительность его прохождения. В свою очередь величина тока по закону Ома зависит от приложенного к телу напряжения и от сопротивления тела. Вещество, составляющее живые ткани организма, его внутренние органы и кожный покров, весьма сложно по своему химическому составу, поэтому величина электрического сопротивления тела, человека может быть различной как для разных людей, так и для одного человека, но в разных условиях.

Электрическое сопротивление внутренних органов и тканей живого организма невелико, а кожа, особенно сухая, оказывает значительное сопротивление току. Верхний роговой слой кожи (эпидермис) по своей структуре и химическому составу представляет собой плохой проводник электрического тока. Если же кожа влажная, то сопротивление ее, а следовательно, и всего участка пути тока через человека резко снижается. Кроме эпидермиса, другие слои кожи, насыщенные кровеносными сосудами, нервными окончаниями, так же как и внутренние органы, имеют малое электрическое сопротивление. Измерения показывают, что при сухой коже сопротивление тела человека по пути тока «рука — рука» равно 20-50 кОм. Если же руки увлажнить, то сопротивление и принимают за расчетную величину.

Обычно человек начинает ощущать раздражающее действие переменной тока промышленной частоты (50 Гц) при токе около 1 мА и постоянного тока около 5 мА. Эти токи называются пороговыми ощутимыми токами и не представляют собой опасности, поскольку при таком раздражении человек свободно может самостоятельно освободиться от действия электрического тока.

При переменном токе 5-10 мА раздражающее действие становится более сильным, судороги и боль ощутимее. При токах 10-15 мА боль становится трудно переносимой, а судороги мышц рук и ног столь сильными, что человек не в состоянии  самостоятельно освободится от действия электрического тока. Длительное пребывание под таким током может вызвать тяжелое состояние под таким током может вызвать тяжелое состояние, вплоть до паралича дыхания. Переменные токи 10-15 мА называют неотпускающими токами.

Переменный ток промышленной частоты 25 мА и выше воздействует не только на мышцы рук ног, но и на мышцы грудной клетки, что может быть причиной остановки дыхания. Ток около 50 мА вызывает быстрое нарушение дыхания, а ток в 100 мА при частоте 50 Гц за короткое время (1-2с) поражает сердечную мышцу, вызывая ее фибрилляцию (трепетание). При фибрилляции сердца его нормальная работа и, следовательно кровообращение в организме прекращается. Поэтому вследствие недостатка в организме кислорода прекращаются. Поэтому вследствие недостатка в организме кислорода прекращается жизнедеятельность всех органов, т.е. наступает смерть.

Чем продолжительнее протекание тока через человека, тем тяжелее его последствия, вероятнее смертельный исход.

Степень тяжести поражения зависит и от пути тока через тело человека. Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказываются такие органы, как сердце, мышцы грудной клетки, головной и спинной мозг. Наиболее опасными путями тока являются пути «правая рука-нога», «рука-рука». Мене опасный путь «нога-нога».


Электрический ток


Еще в 18 веке было доказано, что электрический ток способен оказывать сильное негативное влияние на человеческий организм. Но только спустя около века были сделаны первые описания электротравм, получаемых от воздействия постоянного тока (1863 г.) и переменного (1882 г.).

Что такое электротравма и электротравматизм?

Электротравма – повреждение человеческого организма электрическим током (электрической дугой).

Явление электротравматизма объясняется последовательностью следующих особенностей: в организме человека, случайно оказавшегося под воздействием напряжения, возникает защитная реакция. Иными словами, противостояние электрическому току начинает происходить в момент его непосредственного протекания через наше тело. В таких ситуациях происходит непросто сильное воздействие токов на организм человека, но и нарушение кровообращения, дыхания, сердечно-сосудистой и нервной системы и т. п.

Электротравму предугадать нелегко, поскольку ее получение происходит не только при непосредственном контакте с токоведущими элементами, но и при взаимодействии с электрической дугой и шаговым напряжением.

Электротравматизм хоть и случается реже других видов производственных травм, но при этом находится на первых местах среди тех повреждений, которые оцениваются тяжелыми и приводящими к летальному исходу. Наибольший процент травм, вызванных влиянием электрического тока, происходит в процессе работы на электрических установках высокого напряжения (до 1000 В).

Главной причиной электротравм служит частое использование именно таких типов электрических установок, а также недостаточная квалификация работников. Безусловно, существуют агрегаты с более высоким показателем напряжения (свыше 1000 В), но, как ни странно, в их эксплуатации поражения током редки. Такая закономерность объясняется высоким профессионализмом и компетентностью обслуживающего высоковольтные установки персонала.

Самыми распространенными причинами поражения током являются:

  • прямой телесный контакт с неизолированными токоведущими частями;
  • прикосновение к деталям электрического оборудования, изготовленным из металла;
  • прикосновение к неметаллическим элементам, находящимся под сильным напряжением;
  • взаимодействие с током шагового напряжения или с электрической дугой.

Классификация поражений электрическим током

Воздействие электрического тока при протекании через человеческий организм бывает термическим, электролитическим и биологическим.

    • Термическое воздействие – сильный нагрев тканей, что нередко сопровождается ожогами.
    • Электролитическое воздействие – разложение органических жидкостей, к которым относится и кровь.
    • Биологическое воздействие – нарушение биоэлектрических процессов, раздражение и возбуждение живых тканей, частое и беспорядочное сокращение мышц.

Поражения электротоком делятся на два основных вида:

  • Электротравмы – локальные поражения тканей или органов (ожоги, знаки, электрометаллизация).
    • Электрический ожог – итог сильного нагрева током (свыше одного ампера) тканей человека. Ожог, поражающий только кожный покров, называется поверхностным; повреждающий глубокие ткани тела является внутренним. Также электрические ожоги делятся по принципу возникновения: контактные, дуговые, смешанные.
    • Электрический знак внешне выглядит как серое или бледно-желтое пятно, напоминающее мозоль. Возникает данная травма в области контакта с токоведущим элементом. В основном, знаки не сопровождаются сильной болью и по прошествии небольшого количества времени сходят.
    • Электрометаллизация – явление, при котором кожа человека пропитывается металлическими микрочастицами. Это происходит в момент, когда металл под влиянием тока испаряется и разбрызгивается. Пораженная кожа приобретает цвет, соответствующий проникшим соединениям металла, и становится шероховатой. Процесс электрометаллизации не опасен, а эффект после него по истечении некоторого времени пропадает аналогично электрическим знакам. Куда более серьезные последствия имеет металлизация органов зрения.

Помимо ожогов, знаков и электрометаллизации в число электротравм также входит электроофтальмия и различные механические повреждения. Последние являются итогом непроизвольных сокращений мышц в момент протекания тока. К ним относятся сильные разрывы кожного покрова, кровеносных сосудов, нервов, а также вывихи и переломы.  Электроофтальмия – явление, представляющее собой сильное воспаление глазных яблок после воздействия УФ-лучей электрической дуги.


  • Электрический удар выражается в форме сильного возбуждения живых тканей после воздействия на них электрического тока. Как правило, данное явление сопровождается беспорядочным судорожным сокращением мышц. Исход электроударов бывает разным, на основе чего они и делятся на пять видов:
    • без потери сознания;
    • с потерей сознания, сопровождающееся нарушением функционирования сердца и дыхания;
    • с потерей сознания, но без сбоев в работе сердечно-сосудистой системы и без нарушения дыхания;
    • клиническая смерть;
    • электрический шок.

Два последних вида стоит рассмотреть более подробно.

Клиническая смерть иначе называется также «мнимой» смертью, характеризующаяся длительностью в 6-8 минут. Данное явление считается переходным состоянием от жизни к смерти, которое сопровождается прекращением работы сердца и приостановлением дыхания. По прошествии вышеуказанного периода времени начинается необратимый процесс гибели клеток коры головного мозга, что заканчивается биологической смертью. 

Распознать мнимую смерть можно по следующим признакам:

    • фибрилляция сердца (т.е. разрозненное сокращение его мышечных волокон, сопровождающееся нарушением синхронной деятельности и насосной функции) или его полная остановка;
    • отсутствие пульса и дыхания;
    • синеватый цвет кожи;
    • расширенные зрачки без реагирования на свет, как следствие недостатка кислорода в коре головного мозга.

Электрический шок представляет собой тяжелую нервнорефлекторную реакцию человеческого организма на воздействие тока. Данное явление сопровождается сильными расстройствами дыхания, функционирования кровеносной и нервной системы и др.

Организм моментально реагирует на влияние электрического тока, вступая в фазу сильного возбуждения. В этот период происходит полная реакция на причинение боли, сопровождающаяся повышением артериального давления и другими процессами. Фаза возбуждения сменяется фазой торможения, которой свойственно истощение нервной системы, слабое дыхание, попеременное падение и учащение пульса, снижение артериального давления. Все перечисленные признаки приводят организм в состояние глубокой депрессии. Электрический шок может длиться как несколько десятков минут, так и несколько суток. Итог может быть полярно разным: либо полное выздоровление, либо необратимая биологическая смерть.


Предельные значения действия тока на человека

От показателя силы тока напрямую зависит его влияние на организм человека:

  • 0,6-1,5 мА при переменном токе (50Гц) и 5-7 мА при постоянном токе – ощутимый ток;
  • 10-15 мА при переменном токе (50Гц) и 50-80 мА при постоянном токе – не отпускающий ток, который в момент прохождения через организм провоцирует сильные судорожные сокращения мышц той руки, которая сжимает проводник;
  • 100 мА при переменном (50Гц) и 300 мА при постоянном токе – фибрилляционный ток, который приводит к фибрилляции сердца.
Влияние различных факторов на степень воздействия тока

Итог влияния электрического тока на организм человека также напрямую зависит от следующих факторов:

  • длительность протекания тока. То есть, чем дольше человек находился под воздействием, тем выше опасность и серьезней нанесенные травмы;
  • специфические особенности каждого организма в данный момент: масса тела, физическое развитие, состояние нервной системы, наличие каких-либо заболеваний, алкогольное или наркотическое опьянение и др.;
  • «фактор внимания», т.е. подготовленность к возможности получения электрического удара;
  • путь тока сквозь человеческое тело. Например, более серьезную опасность несет прохождение тока через сердце, легкие, мозг. В случае, если ток обошел жизненно важные органы, риск серьезных поражений резко снижается. На сегодняшний день зафиксирован самый популярный путь прохождения тока, который называется «петлей тока» — правая рука-ноги. Петли, отнимаемые работоспособность человека более чем на трое суток, представляют собой пути рука-рука (40%), правая рука-ноги (20%), левая рука-ноги (17%).

Знание влияния электрического тока на человеческий организм крайне необходимо. Это поможет Вам в чрезвычайных ситуациях оказать правильную медицинскую помощь пострадавшему.

Торговая сеть «Планета Электрика» обладает широким ассортиментом различных средств защиты при различных работах, с которым более подробно можно ознакомиться в нашем каталоге. 

10.2. Воздействие электрического тока на человека

Читайте также

Глава 4.1. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА НАПРЯЖЕНИЕМ до 1 кВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА и до 1,5 кВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Глава 4.1. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА НАПРЯЖЕНИЕМ до 1 кВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА и до 1,5 кВ ПОСТОЯННОГО ТОКА Область применения Вопрос. На какие РУ распространяется настоящая глава Правил?Ответ. Распространяется на РУ и НКУ напряжением до 1 кВ переменного тока и до 1,5 кВ

1.3. Ориентация на человека и на пользователя

1.3. Ориентация на человека и на пользователя Мы слишком усложнили программное обеспечение и забыли главную цель. Джим и Сандра Сандфорс Не только разработчики интерфейсов, но и руководители предприятий электронной и компьютерной промышленности понимают необходимость

7.16. Мышление человека и животных

7.16. Мышление человека и животных Иногда говорят, что мышление человека отличается от мышления животных тем, что человек может мыслить в абстрактных понятиях, в то время как животным абстрактные понятия недоступны, а доступны лишь некоторые конкретные понятия. Если

Глава 7 Работа электрического потенциального поля

Глава 7 Работа электрического потенциального поля Перейдем к рассмотрению устройств преобразования энергии, в которых, так или иначе, используется электрическое потенциальное поле. Начнем с электростатических моторов. Например, мотор Франклина, рис. 70, отлично

Глава 4.1. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 КВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И ДО 1,5 КВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Глава 4.1. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 КВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И ДО 1,5 КВ ПОСТОЯННОГО ТОКА Область применения Вопрос 1. На какие распределительные устройства распространяется настоящая глава Правил?Ответ. Распространяется на распределительные устройства

§ 1.

4 Природа электрического отталкивания и закон Кулона

§ 1.4 Природа электрического отталкивания и закон Кулона Электрические заряды постоянно испускают во всех направлениях частицы, разлетающиеся с постоянной скоростью вдоль прямых линий. Воздействие на заряд зависит лишь от расположения и скорости этих частиц возле

«И создал бог человека…»

«И создал бог человека…» Однажды наш отряд много дней шел по глухой северной тайге. Маршрут был очень тяжелый. Чтобы не сбиться с пути, мы шли вдоль извилистой реки. Осмотрев все встреченные разрезы, мы закончили рабочую часть маршрута в верховьях этой реки. Предстоял еще

Исполнится ли мечта человека?

Исполнится ли мечта человека? Мечта человека — создать технические устройства, сконструировать и построить такие машины, которые работали бы сами и стали бы своего рода добрыми волшебниками, работали бы за человека или по крайней мере помогали бы ему в работе. С

Глава 15 Внутренняя структура электрического потенциального поля

Глава 15 Внутренняя структура электрического потенциального поля Эфир, как и любая физическая среда, существование которой мы можем принять, вместе с Менделеевым, имеет определенные физические свойства. Менделеев писал об упругости данной среды в статье «Попытка

3.2.3. Атакующее воздействие

3.2.3. Атакующее воздействие Формально опишем действия нарушителя по преобразованию перехваченного стего X в искаженное стего Y с целью разрушения содержащейся в нем скрываемой информации.Определение 3.8: Атакующее воздействие, приводящее к искажению D2, описывается

3.

9. Атакующее воздействие со знанием сообщения

3.9. Атакующее воздействие со знанием сообщения В рассмотренных ранее стегосистемах предполагалось, что нарушитель не знает правила преобразования скрываемого сообщения M в последовательность которая встраивается в контейнер. Следовательно, даже если нарушитель

9. Ультразвуковое воздействие

9. Ультразвуковое воздействие Потребность в изучении ультразвука как одной из областей такой науки, как физика, было связано с потребностями морского флота. Начало изучению ультразвука заложил французский ученый Савар, который при определении предела слышимости

2.2. СОЗДАНИЕ ПЕРВОГО ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

2. 2. СОЗДАНИЕ ПЕРВОГО ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА В течение нескольких лет (1792–1795 гг.) А. Вольта не только повторил все опыты Л. Гальвани, но и произвел ряд новых исследований. И если Л. Гальвани искал причину обнаруженных им явлений как физиолог, то А. Вольта, будучи

2.3. ОБНАРУЖЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

2.3. ОБНАРУЖЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА Первые же опыты с электрическим током[1] не могли не привести к открытию некоторых присущих ему свойств. Поэтому рассматриваемый период в истории электричества характеризуется главным образом обнаружением и

2.5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА И МАГНИТА

2.5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА И МАГНИТА Расширение и углубление исследований электрических явлений привели к открытию и изучению новых свойств электрического тока. О связи электрических и магнитных явлений говорили многие факты, наблюдавшиеся, в частности,

2.12. ПЕРВЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

2.12. ПЕРВЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ В 40–70 гг. XIX в. стали создаваться первые источники электрического освещения. Освещение является естественной и постоянной потребностью человека. Самым долгим был путь от лучины к свече и затем к масляной лампе. В первой

5. Действие электрического тока на организм человека и животных, допустимые параметры электрического тока. Мероприятия по охране труда

Похожие главы из других работ:

Анализ условий труда на рабочем месте и разработка мероприятий по ликвидации проявления опасностей и улучшению условий труда

1. Безопасность жизнедеятельности при устройстве и эксплуатации электрических сетей и электроустановок. Характеристика воздействия электрического тока на организм человека. Схемы возможного прикосновения человека к токоведущим частям. Причины электротравматизма

Электрическая сеть — совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи…

Безопасность жизнедеятельности

3. Влияние электрического тока на организм человека

Проходя через тело человека, электрический ток исправляет термическое, электролитическое, механическое и биологическая действие. Термическое действие тока влечет ожоги отдельных участков тела, нагревания к высокой температуре органов…

Воздействие опасных и вредных факторов на человека

2.4 Воздействие электрического тока на организм человека

Электротравма — внутренние или внешние повреждения организма, возникающие под воздействием электрического тока. Электрический ток оказывает на человека внутреннее воздействие, приводит к внешним травмам…

Действие электрического тока на организм человека

2. Особенности воздействия электрического тока на организм человека

Электрический ток, проходя через тело человека, предопределяет превращение поглощенной организмом электрической энергии в другие виды и вызывает термическое, электролитическое, механическое и биологическое действие…

Меры защиты от прямого и косвенного прикосновения к токоведущим частям

Введение. Воздействие электрического тока на организм человека.

Электротравматизм на производстве и в быту представляет серьезную опасность для здоровья людей. По статистике в России на долю электрических травм приходится более 3% общего числа производственных травм…

Несчастные случаи на предприятии, потенциальные опасности. Мероприятия по их предупреждению

V. В чем заключается вредное воздействие электрического тока на организм человека? Опишите виды электротравм. Приведите предельные значения величин электрического поля и поясните, какие реакции организма вызывают эти значения тока

Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое, световое воздействие…

Основы техники безопасности

1.1 Действие электрического тока на тело человека

Действие электрического тока на тело человека имеет многообразный характер. Различают 3 основных типа воздействия электрического тока на организм человека: термическое, электролитическое и биологическое…

Поражение электричеством. Правила расследования несчастных случаев на производстве

1. Действие электрического тока на организм

Поражение электричеством может иметь место в следующих формах: — остановка сердца или дыхания при прохождении электрического тока через тело; — ожог; — механическая травма из-за сокращения мышц под действием тока; — ослепление электрической…

Технические и организационные меры электробезопасности

2.2 Действие электрического тока

Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний и своеобразный характер. Проходя через человека электроток производит термическое, электролитическое, механическое и биологическое действия…

Травматизм на железнодорожном транспорте

Факторы, влияющие на степень поражения током организма человека и возможные варианты попадания под действие электрического тока. Первичные критерии электробезопасности и виды поражения электрическим током. Приведите схему электрического замещения тела человека (рука — две ноги) и дайте пояснение

Воздействие электрического тока на организм человека Кол-во электротравм в общем числе невелико, до 1,5%. Для электрических установок напряжением до 1000 В кол-во электротравм достигает 80%. Причины электротравм…

Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током

1. Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током. Виды воздействия электрического тока на организм человека.

К данным факторам относятся: сила, длительность воздействия тока, его род (постоянный, переменный), пути прохождения, а также факторы окружающей среды и др. Сила тока и длительность воздействия…

Электрический ток как самый опасный фактор воздействия на человека

1. Описать действие электрического тока на организм человека

Электрический ток является самым опасным факторам воздействия на человека. Человек лишён возможности заранее обнаружить с помощью своих органов чувств поражение электрическим током…

Электробезопасность

3.1 Физиологическое действие электрического тока на организм

Широкое ознакомление работающих с опасностью действия электрического тока на организм, т.е. с физиологическим действием электротока различной частоты, силы, вида тока, длительности воздействия…

Электробезопасность медицинской аппаратуры

1. Действие электрического тока на организм человека

Электробезопасность на производстве

Глава 1. Действие электрического тока на организм человека

Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает биологическое, электролитическое, тепловое и механическое действие. Биологическое действие тока проявляется в раздражении и возбуждении тканей и органов…

Биологические эффекты электрического шока и тепловая денатурация и окисление молекул, мембран и клеточных функций

Известно, что прямое воздействие на клетки в суспензии интенсивных электрических импульсов вызывает повреждения клеточных мембран и надмолекулярных структур клеток, а также денатурацию макромолекул, что очень похоже на травмы и разрывы, наблюдаемые у пациентов с электротравмами. Таким образом, система была использована в качестве лабораторной модели для исследования биохимической основы поражения электрическим током.Интенсивный электрический импульс может оказывать на клетки два основных воздействия: одно вызвано полем или электрическим потенциалом, а другое — током или электрической энергией. Трансмембранный потенциал, индуцированный полем, может вызывать электроконформационные изменения ионных каналов и ионных насосов, а когда потенциал превышает диэлектрическую прочность клеточной мембраны (приблизительно 500 мВ для импульса длительностью несколько мс), электроконформационные повреждения и электропорации мембранных белков и липидных бислоев.Эти события приводят к прохождению электрического тока через мембранные клетки и к нагреванию клеточных мембран и цитоплазматического содержимого. Последующая денатурация клеточных мембран и цитоплазматических макромолекул вызывает множество сложных биохимических реакций, включая окисление белков и липидов. Комбинированные эффекты могут повредить клетки без возможности восстановления. В этом сообщении основное внимание будет уделено тепловым эффектам поражения электрическим током. После краткого обзора современного состояния знаний о термической денатурации растворимых ферментов и мышечных белков, в этой статье будут описаны эксперименты по тепловой денатурации клеточных компонентов и функций, таких как нуклеосомы, а также цепи переноса электронов и синтетических ферментов АТФ. внутренние мембраны митохондрий.Данные покажут, что перекисное окисление липидов и последующая потеря способности клеток передавать энергию может происходить даже при умеренных температурах от 40 до 45 градусов С. Однако перекисное окисление липидов можно предотвратить с помощью восстанавливающих реагентов, таких как меркаптоэтанол, дитиотреитол, и аскорбиновая кислота. Реактивация денатурированных клеточных белков и функций также возможна, и стратегия для этого обсуждается.

Систематический обзор биологических эффектов воздействия статических электрических полей.Часть II: Беспозвоночные и растения

https://doi.org/10.1016/j.envres.2017.09.013Получить права и контент

Основные моменты

В исследованиях беспозвоночных и растений была проведена оценка воздействия статических ЭП на окружающую среду.

Беспозвоночные способны воспринимать статические электромагнитные помехи вблизи линий электропередач постоянного тока высокого напряжения.

Нет доказательств неблагоприятного воздействия на физиологические функции на полевых уровнях HVDC.

Воздействие короны, по-видимому, вызывает неблагоприятные биологические эффекты при очень высоких уровнях поля.

Методологические недостатки всех рассмотренных исследований снизили достоверность результатов.

Аннотация

Предпосылки

Строительство линий постоянного тока высокого напряжения (HVDC) для передачи энергии на большие расстояния становится все более популярным. Это вызвало обеспокоенность общественности по поводу потенциального воздействия на окружающую среду статических электрических полей (EF), возникающих под линиями электропередачи HVDC и вблизи них. Целью этого систематического обзора, который является второй частью всестороннего анализа литературы, была оценка воздействия статических ЭФ на биологические функции беспозвоночных и растений и обеспечение основы для оценки воздействия таких воздействий на окружающую среду.

Методы

Предпочтительные элементы отчетности для систематических обзоров и метаанализов (PRISMA) использовались для руководства методологическим поведением и отчетностью.

Результаты

Тридцать три исследования — 14 беспозвоночных и 19 исследований растений — соответствовали критериям отбора и были включены в этот обзор. Сообщенные поведенческие реакции насекомых и планарий при воздействии убедительно свидетельствуют о том, что беспозвоночные способны воспринимать присутствие статических ЭП. Во многих других исследованиях сообщалось о влиянии на физиологические функции, которое выражалось, например, в изменении метаболической активности или задержке репродуктивных стадий и стадий развития у беспозвоночных.У растений, например, сообщалось о повреждении листьев, изменении скорости прорастания, роста и урожайности или изменении концентрации основных элементов. Однако эти физиологические реакции и изменения морфологии растений, по-видимому, являются вторичными по отношению к поверхностной стимуляции статическим EF или вызваны сопутствующими параметрами электростатической среды. Кроме того, все включенные исследования страдали методологическими недостатками, которые снижали достоверность результатов.

Заключение

На уровнях поля, встречающихся от естественных источников или линий HVDC (<35 кВ / м), доступные данные предоставляют надежные доказательства того, что статические EF могут вызывать поведенческие реакции у беспозвоночных, но они не предоставляют доказательств неблагоприятного воздействия статического электричества. EF о других биологических функциях беспозвоночных и растений.При гораздо более высоких уровнях поля (> 35 кВ / м) неблагоприятное воздействие на физиологию и морфологию, предположительно вызванное действием короны, представляется более вероятным. Необходимы более качественные исследования, чтобы выяснить роль аэроионов, озона, оксида азота и коронного тока на изменения физиологических функций и морфологии.

Сокращения

EMF

Электромагнитное поле

HVDC

постоянного тока высокого напряжения

IEEE

Институт инженеров по электротехнике и электронике

NTP

Национальная программа токсикологии

OHAT

Офис оценки и перевода здоровья

PECO

Население, воздействие , Результат

PRISMA

Предпочтительные элементы отчетности для систематических обзоров и метаанализов

SCENIHR

Научный комитет по возникающим и недавно выявленным рискам для здоровья

SSK

Немецкая комиссия по радиологической защите

ВОЗ

Всемирная организация здравоохранения

Ключевые слова

Статическое электрическое поле

Высоковольтный постоянный ток

Воздействие на окружающую среду

Восприятие поля

Физиологические функции

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2017 Авторы.Опубликовано Elsevier Inc.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

1 Введение | Возможные последствия для здоровья от воздействия электрических и магнитных полей в жилых помещениях

диапазон встречающихся магнитных полей обычно довольно невелик, поля обычно описываются в единицах микротесла (1 мкТл = 0,000001 Тл) или миллигаусс (1 мГс = 0,001 Гс). Например, геомагнитное поле Земли представляет собой статическое поле примерно 50 мкТл (0,5 Гс), а ток в 50 ампер (А) в прямом проводе создает плотность магнитного потока (магнитное поле) 100 мкТл на расстоянии 10 мкТл. сантиметры (см).Хотя бытовой переменный ток в Соединенных Штатах имеет частоту 60 Гц, другие относительно низкочастотные электрические и магнитные поля могут индуцироваться, когда ток используется для работы с приборами, такими как электрические бритвы, фены, терминалы с видеодисплеями и т. Д. диммерные переключатели.

Электрические поля от прямого воздействия высоковольтных линий электропередач и электроприборов индуцируют ток на поверхности тела человека, подвергающегося воздействию, или непосредственно внутри него. Поскольку электрические поля нарушаются проводимостью ткани, поля внутри тела очень слабые.С другой стороны, магнитные поля проходят через тело и могут индуцировать электрические токи по всему телу. Магнитные поля могут проходить через самые распространенные строительные материалы, включая тонкие листы металла. Однако магнитные материалы, такие как железо и некоторые металлические сплавы, могут служить удобными путями для проведения магнитных полей и в некоторых случаях могут использоваться в качестве магнитных экранов. Людей довольно легко защитить от воздействия электрических полей, потому что большинство материалов обладают достаточной проводимостью, чтобы ослаблять поля.

Хотя электрические и магнитные поля сильно различаются по характеру, изменяющиеся во времени поля обычно описываются вместе как электромагнитные поля. Как отмечалось выше, изменяющиеся во времени электрические и магнитные поля формально связаны и математически описываются уравнениями Максвелла. За счет связи изменяющееся во времени магнитное поле индуцирует электрическое поле и наоборот. Однако в пределах неизменных (статических) полей электрическое и магнитное поля независимы. На низких частотах, связанных с использованием электроэнергии, связь чрезвычайно слабая, и электрические поля и магнитные поля можно считать независимыми в отличном приближении.В этом отчете термин электромагнитное поле (ЭМП) используется, когда электрическое и магнитное поля существенно связаны, обычно только для высокочастотных полей.

Биологические эффекты

Известно или предполагается, что очень низкочастотные электрические и магнитные поля взаимодействуют с биологическими системами разными способами. Некоторые биологические эффекты при высокой напряженности поля, такие как стимуляция нервов и нагрев тканей, хорошо изучены и используются для установления стандартов воздействия полей на рабочем месте и на людей.Другие описанные эффекты, особенно при низкой напряженности поля, не так хорошо изучены; к ним относятся эффекты на метаболизм и рост клеток, экспрессию генов, гормоны, обучение и поведение, а также распространение опухолей. Реальность всех этих эффектов является предметом научных дискуссий и проблемой для обсуждения в этом отчете.

Могут ли электрические и магнитные поля низкого уровня 50/60 Гц вызывать биологические эффекты? на JSTOR

Абстрактный

Некоторые эпидемиологические исследования показали, что воздействие внешних электрических и магнитных полей (ЭМП) низкого уровня 50/60 Гц увеличивает риск заболевания.Имеет ли эта связь причинную основу, частично зависит от того, обнаруживаются ли электрические, химические и механические «сигналы», наведенные в живых клетках окружающими ЭМП, в сложной среде напряжений, токов и сил, присутствующих в живом организме. Магнитная чувствительность была обнаружена у некоторых животных и бактерий; водные животные (например, акулы и скаты) могут ощущать слабые электрические поля. Мы обрисовываем физику нескольких механизмов, с помощью которых ЭМП могут взаимодействовать: (1) передача энергии за счет ускорения ионов и заряженных белков изменяет клеточные мембраны и рецепторные белки; однако энергии ЭМП намного ниже типичных для биомолекул в клетке.(2) Электрические поля, индуцированные внутри тела, действуют на электрические заряды и электрические моменты; однако эти силы значительно меньше типичных биологических сил. (3) Магнитные моменты ферромагнитных частиц и молекул свободных радикалов взаимодействуют с магнитными полями, но сенсорные клетки с магнитным моментом не были обнаружены у людей, и изменение скоростей рекомбинации радикалов с помощью ЭМП в биологической системе весьма проблематично. (4) Резонансные взаимодействия включают ЭМП, управляющие колебательными или орбитальными переходами в комплексах ион-биомолекула; эти механизмы противоречат общепринятой физике, и многие экспериментальные тесты не обнаружили предсказанных эффектов.(5) Временное усреднение или пространственное суммирование может улучшить отношение «сигнала» к «шуму» в любой системе, но для этого «механизма» требуются биологические структуры и нейронные процессы, обладающие необходимыми возможностями обнаружения ЭМП и временного усреднения, которые не были обнаружены. в людях. Таким образом, биологические эффекты у людей из-за чрезвычайно низкочастотных ЭМП порядка тех, которые обнаруживаются в жилых помещениях [≤2 мкТл (≤20 мГс)], неправдоподобны на основе современного понимания физики и биологии.Биологические эффекты у людей в более высоких полях [> 10 мкТл (> 100 мГс)] могут стать правдоподобными в результате усреднения по времени в сочетании с механизмом преобразования магнитного момента; но даже здесь не было продемонстрировано ни специализированных структур преобразования ЭМП, ни соответствующих сетей усреднения. Гипотеза о том, что эпидемиологические ассоциации, наблюдаемые между ЭМП 50/60 Гц и заболеванием, отражают причинно-следственную связь, не подтверждается тем, что известно о механизмах.

Информация о журнале

Radiation Research публикует статьи, посвященные воздействию радиации и связанным темам в областях физики, химии, биологии и медицины, включая эпидемиологию и трансляционные исследования.Термин «излучение» используется в самом широком смысле и включает, в частности, ионизирующий и ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный свет, а также микроволны, ультразвук и тепло. Связанные темы включают (но не ограничиваются ими) исследования с химическими агентами, способствующими пониманию эффектов радиации, изотопных методов, а также методов и приборов дозиметрии.

Информация об издателе

Общество радиационных исследований преследует три цели: Поощрять самым широким образом продвижение радиационных исследований во всех областях естественных наук; Содействовать совместным исследованиям между дисциплинами физики, химии, биологии и медицины в изучении свойства и эффекты излучения; Содействовать распространению знаний в этих и связанных с ними областях посредством публикаций, встреч и образовательных симпозиумов.

Портал | Низкая частота (0,1 Гц – 1 кГц)

  1. Дом
  2. Эффекты
  3. Низкая частота (0,1 Гц – 1 кГц)

Электрические и магнитные поля рассматриваются отдельно в контексте полей крайне низкой частоты. Они по-разному влияют на человека и биологические системы. Электрические поля и токи индуцируются внутри тела под воздействием магнитных полей крайне низкой частоты.Поля и токи, индуцируемые в организме, взаимодействуют с собственными электрическими полями и токами организма, которые играют важную роль в биологических функциях (например, в проведении нервных стимулов или в передаче сигнала через клеточные мембраны посредством ионных токов. Низкочастотные электрические поля влияют на электрические токи на поверхности тела.При низкой плотности магнитного потока или напряженности поля ниже предельных значений для профессионального воздействия эти эффекты в большинстве случаев незаметны и не представляют опасности для здоровья (LUBW, стр.104-105).

В общем, эффекты этих полей зависят от силы полей, частоты полей, ориентации тела в полях и расстояния между человеком и источником поля. С увеличением расстояния поля уменьшаются. Также анатомические характеристики (например, площадь поперечного сечения, форма и поза) в зависимости от направления поля и заземления тела играют роль в электрических полях.

Электрические поля чрезвычайно низкой частоты

Внешние электрические поля крайне низкой частоты искажаются присутствием тела и создают напряженность электрического поля на поверхности тела за счет переноса заряда, сила которого зависит от размера, формы, частей и заземления тело и его ориентация в поле.Электрическая поверхностная зарядка, например поверхность кожи и волосы возникают, как в статических полях. В зависимости от напряженности электрического поля эти поверхностные эффекты могут быть ощутимы из-за микроразрядов и движения волос, которые отталкиваются друг от друга и затем распрямляются. Однако на сегодняшний день не известно о значимых прямых воздействиях на здоровье электрических полей крайне низкой частоты, которые могут возникнуть в результате зарядки поверхности тела, за исключением возможного стресса, вызванного длительным воздействием микрошоков (см.Статические поля (0 Гц)) (ICNIRP, стр. 819).

В дополнение к этим поверхностным эффектам внешние чрезвычайно низкочастотные электрические поля вызывают пространственно изменяемые плотности заряда внутри тела за счет движения электрических зарядов (электростатическая индукция). Индуцированное электрическое поле внутри тела в несколько сотен тысяч или миллионов раз слабее, чем индуцируемое внешнее поле 50/60 Гц (ICNIRP, стр. 819; LUBW, стр. 103). В зависимости от области тела и напряженности индуцированного поля на поверхности тела, плотности индуцированных электрических токов тела различаются (см. Рисунок), и хорошее заземление обычно увеличивает эти токи.Однако плотности тока, которые возникают в нашей повседневной жизни (например, вызванные линиями электропитания), имеют максимальное значение в несколько мА / м², что слишком мало для стимуляции нервов и мышц, и поэтому они безвредны (см. Рисунок ниже, «Предельные значения для ощутимых / измеряемых эффектов» в разделе «чрезвычайно низкочастотные магнитные поля»).

Внешнее электрическое поле вызывает электрический заряд поверхности тела человека и (в случае переменного поля) очень низкие внутренние токи тела.Таким образом, действие электрического поля в основном ограничивается поверхностью тела.

Магнитные поля сверхнизкой частоты

Магнитные поля сверхнизкой частоты практически беспрепятственно проникают в тело. Преобладающим возможным эффектом является стимулирующее действие магнитно-индуцированных электрических полей и телесных токов (так называемых вихревых токов) внутри тканей (см. Рисунок). Сила индуцированных токов зависит от частоты, плотности магнитного потока и пространственного распределения (т.е.е. напряженность поля в каждой точке пространства) магнитного поля и площадь поперечного сечения тела, через которую проникает магнитное поле. Когда определенные пределы превышаются, это может вызвать ощутимую стимуляцию сенсорных рецепторов, нервных и мышечных клеток (см. Рисунок ниже, «предельные значения для ощутимых / измеримых эффектов»). В этом случае играют роль поляризационные эффекты ионов, которые вызваны полями, поскольку проводимость стимулов в нервных клетках действует через ионные токи через клеточные мембраны.

Внешнее магнитное поле крайне низкой частоты вызывает в организме человека вихревые токи. Поле проникает в тело. На упрощенном рисунке показаны вихревые токи переменного магнитного поля, перпендикулярного оси тела. Описанные эффекты индуцированных полей и токов не заметны ниже предельных значений индуцированных полей и токов в нашей повседневной жизни.

Собственные поля тела, создаваемые естественной стимуляцией нервов, имеют плотность тока до 10 мА / м 2 .Еще более высокие плотности тока возникают локально в сердечной мышце и в головном мозге (LUBW, стр. 104). Токи, создаваемые внешними полями, воспринимаются сенсорными рецепторами кожи или глаз только при плотностях тока выше 10 мА / м 2 и могут вызывать раздражение или ухудшение в случае многократного воздействия. Острый риск для здоровья, связанный с стимуляцией нервов, скелетных мышц или сердечной мышцы, вызван только локально индуцированными полями с плотностью тока более 100 мА / м 2 .От силы индуцированных полей и токов зависит, будут ли эффекты обратимыми или возникнут необратимые повреждения вплоть до ожогов и других повреждений тканей.

Основные ограничения для переменных полей крайне низкой частоты (см. Основные ограничения) состоят из предельных значений (индуцированных) внутренних электрических полей в организме, полученных в результате научных исследований (включая запас прочности), чтобы исключить раздражающие, ухудшающие или опасные телесные токи. Однако, поскольку основные ограничения трудно измерить внутри тела, производные предельные значения (см.главу Контрольные уровни) указаны в инструкциях по ограничению воздействия электромагнитных полей на человека. Эти предельные значения определяют максимальные уровни внешних электрических и магнитных полей для обеспечения соблюдения основных ограничений. Эффекты возникают на разных порогах в зависимости от частоты полей. В качестве примера на следующем рисунке показана установка общедоступных предельных значений для полей 50 Гц. Все ощутимые и измеримые эффекты возникают только выше обязательных предельных значений.

Пороги для плотности магнитного потока и напряженности электрического поля (логарифмическая шкала) для ощутимых или измеряемых эффектов и производные предельные значения при 50 Гц в соответствии с 26. BImSchV (см. Предельные значения в Германии (для широкой публики) Раздел: «предельные значения мощности линий »)

Фосфены — это зрительные ощущения, вызываемые так называемыми неадекватными раздражителями (например, механическими, электрическими или магнитными раздражителями), даже когда глаза закрыты. Фосфены могут вызываться, среди прочего, магнитными или электрическими полями и проявляться в виде вспышек на периферии поля зрения.В зависимости от типа поля эти эффекты называются магнитофосфенами и электрофосфенами. Они вызваны стимуляцией зрительного нерва или нервных клеток сетчатки индуцированными электрическими полями в тканях тела.

На частотах ниже 100 Гц фосфены провоцируются в ткани индуцированными электрическими полями 50–100 мВ / м и более (ICNIRP, стр. 821). В случае магнитофосфенов такие индуцированные электрические поля в глазу вызываются внешними чрезвычайно низкочастотными магнитными полями с плотностью магнитного потока около 5 мТл и более при 20 Гц, при 50 Гц порог составляет около 10 мТл: см. Рис. .«Пороги плотности магнитного потока и напряженности электрического поля»; ср. ICNIRP, стр. 820; Lövsund et al., 1980). В случае электрофосфенов порог провокации стимула внешними электрическими полями частотой 50 Гц составляет несколько сотен кВ / м (см. Рис. «Пороги для плотности магнитного потока и напряженности электрического поля»). Однако электрические поля 50 Гц такой величины обычно не возникают во время современных технических процессов или вблизи линий электропередач (BMAS, стр. 3).

В общем, магнитофосфены и электрофосфены обратимы и безвредны, как и колебания волос в электрическом поле.Однако они могут иметь раздражающее действие в производственных условиях и, следовательно, предотвращаются соответствующими базовыми ограничениями (см. Главу Основные ограничения). Для населения основные ограничения снижаются в 5 раз по сравнению с предельными значениями профессионального воздействия, которые лежат непосредственно ниже минимального уровня срабатывания фосфенов (ICNIRP, стр. 823).

Серьезная стимуляция нервов и мышц может быть вызвана внешними магнитными полями 50 Гц выше 500 мТл (или электрическими полями в несколько миллионов В / м, BMAS, стр.3). В первую очередь они могут вызвать фибрилляцию желудочков. В случае еще более сильных полей (по крайней мере, в 5 раз) возникают нервные и мышечные раздражения в конечностях, которые могут привести к непроизвольным (спазматическим) движениям.

Сервисная мастерская Mac: биологические последствия поражения электрическим током, май 1973 г. Популярная электроника

Май 1973 г. Популярная электроника

Оглавление

Воск, ностальгирующий по истории ранней электроники.См. Статьи из Популярная электроника, опубликовано с октября 1954 года по апрель 1985 года. Настоящим подтверждаются все авторские права.

Вот вечная тема для любой, кто постоянно подвергается воздействию высокого напряжения. Большинство посетителей RF Cafe уже знают, что технически это количество электрического тока, проходящего через тело, которое определяет степень поражения электрическим током. удар, а не напряжение. Однако мы также знаем, что напряжение играет роль, потому что определенное напряжение, согласно закону Ома, необходимо, чтобы вызвать соизмеримый ток.Сопротивление тела определяется в первую очередь из-за потоотделения (соль и вода) и путь между точками контакта (например, через прилегающие участки кожи или из рук в руки через сердце). MIL-STD-883 и JEDEC * решили, что подходящая модель человеческого тела (HBM) для проверки живучести полупроводников, когда подвержены воздействию высоких напряжений — 1,5 кОм. Я не мог понять, как это значение был определен.

Это не первый раз владелец магазина обслуживания и мудрый учитель Мак МакГрегор прочитал лекцию своему верному технику Барни об опасности поражения электрическим током (см. Сервисная мастерская Mac: поражение электрическим током в августовском номере журнала Electronics World за 1969 г.).

* ANSI / ESDA- JEDEC JS -001-2010: Электростатический разряд Тестирование чувствительности — Модель человеческого тела | MIL-STD-883, метод 3015.

Сервисная мастерская Mac: биологические последствия поражения электрическим током

Автор: Джон Т. Фрай, W9EGV, KHD4167

Матильда, офисная девушка в сервисном магазине Mac, остановилась. она печатала, чтобы прислушаться к голосам своего работодателя и его помощника, проходящих через открытая дверь сервисной службы.Они были заняты тем, что Барни торжественно заверил ее, что будет «серьезная дискуссия».

«Хорошо, босс, — говорил Барни, — я так понимаю, мы собираемся поговорить о том, что происходит. к человеческому телу, когда оно подвергается воздействию электричества различного вида и в разных количествах, но откуда взялась эта какашка? Кто его откопал? »

«Корма, как вы ее называете, представляет собой плод серьезных экспериментов выдающихся учеными в России, Англии и этой стране, начиная с 1775 года.На этой карте Я напечатал список некоторых ссылок, с которыми я консультировался, обсуждая эту тему, и я хочу, чтобы вы прочитали несколько из них. Когда закончишь, ты будешь очень уважать такие имена, как Далзил, Феррис, Ли, Киселев и Кувенховен. Однако в нашем небольшом разговоре Я не собираюсь привязывать каждое открытие к определенному экспериментатору. Вместо этого я процитирую факты и цифры, которые представляют более или менее консенсус, что не составит труда, потому что отдельные выводы обнадеживающе близки друг к другу.

«Хорошо, какое напряжение безопасно?» «Мы не будем говорить о напряжении.

Ток — это то, что влияет на живой организм, и ток не может быть напрямую связан к напряжению, приложенному к человеческому телу, потому что сопротивление тела сильно различается. Например, у сухой кожи среднее сопротивление от 100000 до 500000 Ом, но это падает до 1000 Ом при покрытии потом и до 150 Ом при погружении в воду в воде. Если участки содраны таким образом, что электроды контактируют с подкожной тканью, сопротивление падает до 100 Ом между ушами и до 500 Ом от содранной руки к содранной ноге.Сопротивление также сильно зависит от площади контакта с электродом. Поскольку ток равен напряжению, деленному на сопротивление, это означает, что при одинаковом напряжении может образоваться большой диапазон тока. Например, 110 вольт переменного тока может дать 1 мА через сухую кожу, 110 мА через потную кожу и 0,75 ампер при нанесении на тело в ванне или душ. Это частично объясняет, почему людей ударили током менее 50 вольт, в то время как другие пережили контакт с тысячами вольт.«

Прямой и общий шок. «Прежде чем мы начнем, о влиянии различное количество тока на теле, давайте различать прямое воздействие поражения электрическим током и общего поражения нервной системы. О последнем свидетельствует новостные сюжеты, в которых человек умирает от волнения во время просмотра футбольного матча, испуг от аварии с ямочкой на крыльях или даже радость от получения хороших новостей. Для для этих людей нет потока, который они могут почувствовать и испугать, каким бы слабым он ни был, это безопасно и может привести к летальному исходу; хотя смерть должна быть возложена на нервную систему шок, а не первичный эффект электрического тока.

«За прошедшие годы буквально сотни мужчин и женщин были проверены на предмет своей реакции. к электрическим токам. Одним из первых, что установили экспериментаторы, был порог тока восприятия. Обычно испытуемый держал в каждом проводе небольшой токопроводящий провод. рукой или заменил один из проводов на латунную пластину, отбитую указательным пальцем, в то время как доступный ток постепенно увеличивался, пока его нельзя было почувствовать. Средний ток в этот момент оказалось около 1.1 мА для мужчин и 0,7 мА для женщин. Быть на В безопасности, обычно устанавливается 0,5 процентиля этих измерений, 0,5 мА. как уровень тока, ниже которого существует небольшая вероятность того, что электрический ток будет ощущаться при нанесении на неповрежденную кожу рук. Некоторые другие участки тела более чувствительны к электрическому току, причем язык является наиболее чувствительным. Только 45 микроампер тока может восприниматься им как стимуляция вкусовых рецепторов чем обычное ощущение шока.«

«Что происходит, когда вы увеличиваете ток?

«Следующее, что хотели узнать экспериментаторы, — это максимальный отпускаемый ток. Переменный ток 60 Гц увеличивается от порогового значения, мышцы начинают сокращаться пока, наконец, не будет утерян добровольный контроль над ними. За пределами определенного значения, называемого отпусканием ток, объект не может высвободить токопроводящий электрод. В среднем значения этого отпускаемого тока оказались равными 16 мА для мужчин и 10 мА.5 мА для женщин. Снова применяя значения 0,5 процентиля, они составили 9 мА для мужчин и 6 мА для женщин. Между прочим, соотношение нынешней толерантности мужчин и женщин 3/2 преобладало повсюду. большая часть тестов — если члены Women’s Lib простят за наблюдение! Также было обнаружено что переменный ток частотой 60 Гц в четыре-пять раз опаснее постоянного, потому что переменный ток вызывает более серьезные мышечные сокращения и потоотделение, снижающее сопротивление кожи. Отпустить ток увеличивается с частотой.При 5000 Гц отпускаемый ток более чем в три раза превышает значение при 60 Гц.

«Токи, превышающие примерно 18 мА, сокращают мышцы грудной клетки и прекращают дыхание во время шок, но дыхание возобновляется, когда ток прекращается. Однако, если ток продолжается, коллапс, потеря сознания и смерть приводят за несколько минут от недостатка кислорода к жизненно важным органы. Токи, намного превышающие 20 мА, считаются слишком опасными для преднамеренного применения. людям; поэтому эксперименты должны проводиться на животных, а данные экстраполироваться человеку.Хотя это оставляет желать лучшего, набрать добровольцев для разрушающее испытание ».

«Думаю, нет!» — пробормотал Барни.

«Большинство тестов на животных было направлено на определение максимального нефибриллирующего ток у взрослых. Фибрилляция желудочков — это медицинский термин, описывающий обычно смертельный исход. вмешательство в электрическую активность сердца. Так же, как система зажигания автомобиля держит все цилиндры работают в плавной и мощной последовательности, так же как и сердце и проводят синхронизированные импульсы электрического тока, которые сокращают мышечные волокна желудочков скоординированно и ритмично, чтобы обеспечить максимальную эффективность перекачивания крови.An ненормальная стимуляция сердца может заставить его действовать как автомобиль, если кто-то мгновенно перебрали провода свечей зажигания. Мышечные волокна сокращаются независимо несогласованным, асинхронным образом, который заставляет сердце трепетать и разрушает полностью любое эффективное перекачивающее действие. Для всех практических целей сердце останавливается и смерть от удушья наступает через несколько минут. Как только у человека начинается фибрилляция желудочков, он редко прекращается естественным путем перед смертью.«

Результаты экспериментов. «Экспериментаторы ударили током сотни животные, включая лошадей, телят, овец, свиней, собак и мелких животных, постепенно увеличивая ток 60 Гц, отслеживая работу сердца с помощью ЭКГ для обнаружения начало фибрилляции. Слушала Матильда — что, конечно же; она не — уверяю перед экспериментами животных анестезировали. — Он замолчал, и пальцы Матильды начал виновато клевать клавиши пишущей машинки.

Он продолжил: «Вот некоторые выводы, которые были сделаны: ток через сердце — например, из руки в руку или из руки в ногу — нужен для производства фибрилляции. Вот почему, если вы должны работать на горячем контуре, вы должны держать одну руку в кармане и следить за тем, чтобы вы стоите на изоляционном материале. Возникнет ли фибрилляция или нет, зависит от вес предмета, сила и продолжительность тока, а при коротком шок происходит в отношении сердечного цикла.Фибрилляция желудочков маловероятна. возникают у здорового взрослого человека при интенсивности шока менее 116 / т 1/2 , мА, где t в секундах. Это означает максимальный ток без фибрилляции в течение 1 секунды. шок 116 мА; но для 4-секундного разряда это только половина этого значения. По мере того, как вес идет вниз, то же самое происходит и с максимальным током без фибрилляции. Ценность тока, которую выдержит взрослый может убить ребенка электрическим током ».

«При чем тут время коротких разрядов?»

«Сразу после сокращения желудочка наступает период восстановления, когда он особенно восприимчивы к фибрилляции при стимуляции.Это соответствует «зубец Т» на экране ЭКГ. Если случайный самогенерируемый пульс сердца, называемый «преждевременное сокращение желудочков» приходится на зубец T, это может вызвать фибрилляцию так что сердце, особенно больное, может фактически убить себя электрическим током. А импульс внешнего тока, проникающего в сердце в этот чувствительный момент, может иметь такой же эффект.

«Токи от 100 до 200 мА — значения, наиболее вероятно вызывающие фибрилляцию при наносится на внешность кузова.При токе более 200 мА сердечные мышцы зажаты так сильно по течению, что нет ни движения, ни даже трепетания фибрилляции. Тяжелая кратковременный ток вполне может быть менее опасным, чем ток в диапазоне от 100 до 200 мА. Это также объясняет, почему фибрилляция останавливается в отделении интенсивной терапии сердца. сильноточным встречным током, который останавливает случайную, неэффективную деятельность сердца полностью и позволяет ему «начать все сначала» надлежащим образом.«

«Но слишком сильный ток действительно опаляет ткани, как эти электрические хот-доги. — сказал Барни.

«Верно. Это ужасная тема, но мы мало знаем о том, что сильные токи делают с человеческое тело от осмотра тел убитых электрическим током преступников. В типичном электрического тока, 2000 вольт подавалось на увлажненные, покрытые губкой электроды, приложенные к бритый череп и нога. Напряжение сразу упали до 500 вольт, а затем подняли. и понижается между этими двумя значениями напряжения каждые 30 секунд в течение двух минут.В ток варьировался от 4 до 8 ампер. На объекте была измерена температура 128 ° F. электрода ноги через 15 минут после поражения электрическим током, и было обнаружено, что кровь глубоко электрохимически изменен ».

«Давай оставим эту тему», — дрожа, сказал Барни. «Несколько лет назад я помню чтение историй в Time и престижном Wall Street Journal, цитирующих авторитетные источники. говорится, что каждый год в больницах 1200 пациентов случайно убивают электрическим током.Что-нибудь об этом знаете? «

«Это было в 1969 году, когда доктор Карл Вальдемар Вальтер из Бостонской больницы им. Питера Бента Бригама и профессор хирургии Гарвардской медицинской школы якобы сказал это. Его заявление сильно ударило, потому что доктор Уолтер был председателем Национальной пожарной охраны. Ассоциация, разрабатывающая правила безопасности для электрических устройств. Цифра горячо оспаривалась. многими членами AMA как преувеличение и, насколько мне известно, никогда не было доказано, правда или ложь; но история действительно послужила для того, чтобы привлечь внимание к этому типу поражения электрическим током. это может случиться и происходит.

«Д-р Арбейт в номере журнала JAMA от 19 июня 1972 г. приводит пятнадцать случаев случайных поражений электрическим током, доставленных пациентам больниц, по крайней мере, пять из которых были фатальными; и в четырнадцати из этих случаев был задействован аппарат или монитор ЭКГ. Такой устройства обычно заземляют пациента, чтобы исключить серьезные помехи при частоте 60 Гц. начертания. Из нашего разговора о токах утечки в прошлом месяце мы знаем, что заземленное тело сидячая утка для любой утечки тока из любого другого устройства, работающего от сетевого тока он прикасается, например, к прикроватной лампе, радио, телевизору, электрической кровати или другому диагностическому или терапевтическое оборудование.

«Однако многие смертельные случаи в больницах не вызваны токами макроударов, применяемыми к внешний вид кузова. Вместо этого они вызваны микрошоковыми токами, которые обходят слой обшивки с высоким сопротивлением и доставляются прямо внутрь по проводам или заполненные жидкостью трубки, вставленные в одно из отверстий корпуса или через прорези, сделанные в кожа. Там, где такие проводники входят в грудную клетку и приближаются к сердцу, чрезвычайно малы токи переменного тока могут вызвать смерть.Некоторые медицинские авторитеты говорят, что ток составляет всего 20 мкА. может вызвать фибрилляцию при нанесении непосредственно на сердце с помощью электрокардиостимулятора или через диагностический катетер, введенный в камеры сердца. На этом уровне даже статическое электричество становится угрозой.

«Это накопленные знания о том, что происходит с телом при воздействии электрического шок начинает приносить плоды. В июле прошлого года Лаборатории андеррайтеров наконец, представила реалистичный стандарт безопасности для медицинского и стоматологического оборудования, UL 544.Мы уже говорили об установленных нормах тока утечки в быту. Техника. Производители оборудования, наконец, предоставленные медицинским сообществом достоверную информацию о том, сколько тока безопасно в различных ситуациях, разрабатываются и маркетинговое оборудование, которое, как всегда говорилось, должно быть безвредным при правильном использовании. они бы «.

Список литературы

«Воздействие электрического шока на человека», К. Ф. Далзил, перепечатано из IRE Transactions. по медицинской электронике, май 1956 г.Продается компанией Supt. документов, Правительство США Печать Офис, Вашингтон, округ Колумбия. Цена, 20 грн.

«Смертельный электрический ток», К. Ф. Далзил и В. Р. Ли, IEEE Spectrum, февраль 1969 г.

«Стандарты безопасности медицинского и стоматологического оборудования», Underwriters ‘Laboratories, 1285 Walt Whitman Rd., Melville, NY 11746.

«Контроль опасности поражения электрическим током в больнице», Сидни Р. Арбейт и др., Журнал. Американской медицинской ассоциации, Vol.220, No. 12, 19 июня 1972 г.

«Интенсивная сердечная терапия», Бернард Лаун, Scientific American, Vol. 219, No 1, июль 1968 г.

«Американский национальный стандарт тока утечки для бытовых приборов», № C101.1, американский Национальный институт стандартов, Inc., 1430 Broadway, New York, NY 10018.

Опубликовано: 3 апреля, 2018


Эпизоды магазина Mac’s Radio в RF Cafe

Эта серия поучительных историй была изобретением не кого иного, как Джона Т.Фрай, создатель сериала «Карл и Джерри», вышедшего в году. Популярная электроника уже много лет. Магазин Mac Radio Service начал жизнь in Новости радио и телевидения журнал (который сам начинался как Radio News ), а затем изменился его название на Mac’s Service Shop после того, как журнал стал Электроника Мир . «Мак» — владелец мастерской по ремонту электроники Мак МакГрегор и Барни. Джеймсон — его энергичный, если не сказать несколько наивный, помощник техника.«Уроки» преподается в формате рассказа с диалогами между Маком и Барни.

Биологические и связанные со здоровьем эффекты слабых статических магнитных полей (≤ 1 мТл) у людей и позвоночных: систематический обзор

Аннотация

Фон

Быстро развиваются технологии, генерирующие слабые статические магнитные поля (SMF), включая линии постоянного тока высокого напряжения (HVDC), системы, работающие с батареями, такие как электромобили, и устройства, использующие постоянные магниты.Однако было подготовлено несколько обзоров о влиянии таких полей на биологические системы, и ни одна из этих оценок не уделяла особого внимания слабым SMF (≤ 1 мТл). Целью этого обзора был систематический анализ и оценка возможных эффектов слабого SMF (≤ 1 мТл) на биологическое функционирование и предоставление обновленной информации о текущем состоянии исследований.

Методы

Этот обзор был подготовлен в соответствии с заявлением PRISMA (Предпочтительные элементы отчетности для систематических обзоров и метаанализов).Методологические ограничения в отдельных исследованиях оценивались с помощью инструмента оценки риска предвзятости Управления оценки и перевода здоровья (OHAT).

Результаты

Одиннадцать исследований соответствовали критериям отбора и были включены в этот обзор. Все включенные исследования были экспериментальными исследованиями на животных, поскольку исследования на людях не входили в число подходящих статей. В восьми из одиннадцати исследований сообщалось об ответах крыс, кроликов и перепелов на слабое воздействие SMF, которые выражались в изменении биосинтеза мелатонина, снижении двигательной активности, изменении вазомоции и артериального давления, временных изменениях биохимических параметров, связанных с артериальным давлением, или в уровне нейротрансмиттеры и увеличение активности ферментов.Из интерпретации результатов оставалось в значительной степени неясным, были ли сообщенные эффекты в оцененных исследованиях полезными или вредными для здоровья.

Заключение

Имеющихся доказательств из проанализированной литературы недостаточно, чтобы сделать вывод о биологических и связанных со здоровьем эффектах воздействия слабых SMF. Отмечалось отсутствие однородности в отношении подвергнутых воздействию биологических систем и изученных конечных точек, а также отсутствие научной строгости в большинстве рассмотренных исследований, что снизило достоверность представленных результатов.Поэтому мы поощряем дальнейшие и более систематические исследования в этой области. Любые новые исследования должны, в частности, рассматривать влияние воздействия SMF на биологическое функционирование человека, чтобы оценить, представляют ли SMF риск для здоровья человека.

Образец цитирования: Driessen S, Bodewein L, Dechent D, Graefrath D, Schmiedchen K, Stunder D, et al. (2020) Биологические и связанные со здоровьем эффекты слабых статических магнитных полей (≤ 1 мТл) у людей и позвоночных: систематический обзор. PLoS ONE 15 (6): e0230038.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0230038

Редактор: Мария Розария Скарфи, Consiglio Nazionale delle Ricerche, ИТАЛИЯ

Поступила: 28 июня 2019 г .; Одобрена: 18 февраля 2020 г .; Опубликовано: 9 июня 2020 г.

Авторские права: © 2020 Driessen et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Этот проект финансировался Федеральным министерством образования и исследований Германии, Forschungscampus Elektrische Netze der Zukunft (FKZ03SF0495). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что во время проведения исследования не существовало конкурирующих интересов.Однако во время пересмотра документа DS стала сотрудником немецкого сетевого оператора Amprion GmbH.

1 Введение

Совсем недавно была проведена установка новых высоковольтных линий электропередач [1, 2] и внедрение новых технологий, создающих электромагнитные поля (ЭМП), таких как сети 5G [3], интеллектуальные счетчики [4], и электромобили [5] вызвали неоднозначные дискуссии среди общественности, политиков, неправительственных организаций и промышленности о преимуществах этих технологий и возможных рисках воздействия неионизирующего излучения.Помимо воздействия на окружающую среду и требований законодательства, дискуссии часто касались потенциальных опасностей для здоровья от электромагнитных полей. Общественное противодействие часто задерживает внедрение новых технологий, угрожающих экономике в различных масштабах, например, из-за задержек технического прогресса, потенциальных недостатков в международной конкуренции и серьезных финансовых потерь. В Германии как запуск сетей 5G, так и планы по расширению энергосистемы, в том числе четырех межстрановых высоковольтных линий постоянного тока (HVDC), вызывают растущий общественный интерес.Планируется, что новые линии электропередач будут передавать электроэнергию, вырабатываемую удаленными возобновляемыми источниками (особенно ветряную энергию), в районы, где потребность в энергии высока. Линии электропередачи HVDC могут транспортировать электроэнергию на большие расстояния с меньшими потерями по сравнению с обычными линиями электропередачи переменного тока [6]. Несмотря на то, что интенсивность статических магнитных полей (SMF), излучаемых линиями HVDC, сравнительно мала, общественность обеспокоена возможным воздействием SMF, возникающих вблизи линий электропередачи HVDC, на здоровье и окружающую среду.

SMF — это постоянные поля, т. Е. Они не меняются по интенсивности или направлению со временем и, следовательно, имеют частоту 0 Гц. Интенсивность магнитных полей описывается плотностью магнитного потока, обычно выражаемой в теслах (Тл) для статических полей. SMF можно разделить на слабые (<1 мТл), умеренные (от 1 мТл до 1 Тл), высокие (от 1 до 20 Тл) и сверхвысокие (> 20 Тл) [7–9]. Все живые организмы, включая человека, постоянно подвергаются воздействию естественного SMF — геомагнитного поля (GMF) — в диапазоне от примерно 25 мкТл на экваторе до 65 мкТл на полюсах [10].В дополнение к линиям HVDC, другими искусственными источниками генерации SMF являются технические устройства, использующие постоянный ток (DC) или постоянные магниты (например, электромобили, громкоговорители, микрофоны) или медицинские устройства, такие как магнитно-резонансная томография (MRI). Линии HVDC производят слабые SMF между 22 мкТл и 38 мкТл в непосредственной близости [6, 11, 12]. Для фенов, стереогарнитур, домашних швейных машин и электрических часов было документально подтверждено, что их среднее геометрическое значение SMF составляет от 50 мкТл до 93 мкТл, в зависимости от расстояния и местоположения измерения [13].Слабые SMF были измерены внутри автомобилей с гибридной технологией (до 0,95 мТл) [14] и внутри кабины машиниста в поездах постоянного тока (около 1 мТл) [15]. Умеренные SMF могут производиться системами поездов на магнитной левитации (до 10 мТл) [16] и в некоторых местах на заводах по производству алюминия (60 мТл) [17]. При обычных сценариях облучения работники МРТ подвергаются воздействию SMF порядка нескольких сотен мТл [18, 19] или даже 2890 мТл (сканер 7 Тл) в исследовательской среде [20].

Известно, что SMF — в отличие от статических электрических полей — могут проникать в живые системы и напрямую взаимодействовать с движущимися электрическими зарядами (например,г., ионы) через несколько механизмов [17]. Имеющиеся данные о влиянии SMF на биологическое функционирование людей и животных были проанализированы и оценены в различных обзорах и государственных оценках воздействия на окружающую среду. Наиболее частыми эффектами воздействия были временные симптомы, такие как головокружение, тошнота, магнитные фосфены и металлический привкус во рту [17, 21–24]. Эти эффекты наблюдались для более высоких плотностей магнитного потока в диапазоне тесла. Они могут возникать, когда человек движется в пределах сильного SMF, но также из-за кровотока, когда тело в состоянии покоя подвергается воздействию SMF.Индуцированные электрические потенциалы и токи из-за кровотока приводят к магнитогидродинамической силе [23, 25]. Кроме того, предыдущие исследования показывают, что слабые SMF могут воздействовать на электронные спиновые взаимодействия [8, 17, 22, 23] и что люди могут ощущать SMF в диапазоне GMF [26, 27].

Воздействие SMF ниже международных предельных значений, рекомендованных Международной комиссией по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP) [22], т.е. 400 мТл для населения, считается безопасным и не ожидается, что оно представляет опасность для здоровья.Однако предлагаемые пределы воздействия электрических, магнитных и электромагнитных полей основаны на краткосрочных (острых) последствиях для здоровья. Это привело к активным общественным и научным дебатам о малоизученных эффектах длительного воздействия ЭМП низкой интенсивности на население. Источниками ЭМП, которые привлекли наибольшее внимание, были мобильные телефоны и линии электропередач переменного тока (50/60 Гц), поскольку обсуждалось, что длительное воздействие радиочастотных полей низкой интенсивности или магнитных полей крайне низкой частоты может увеличить риск рака [28, 29 ].

Таким образом, целью этого систематического обзора было оценить, есть ли доказательства того, что слабые SMF (≤ 1 мТл), как они производятся, например, вблизи линий HVDC и других искусственных источников SMF в нашей повседневной жизни, могут влиять на биологическое функционирование. у людей и позвоночных и вызывают неблагоприятные последствия для здоровья. Ранее опубликованные обзоры и отчеты о возможных рисках для здоровья от воздействия SMF не проводились систематически, и было предоставлено мало информации о последствиях воздействия слабого SMF (≤ 1 мТл).Однако источники SMF, которые создают плотность магнитного потока ниже 1 мТл, являются наиболее подходящими источниками для облучения населения. Мы собрали и проанализировали экспериментальных исследований in vivo, посвященных краткосрочным и долгосрочным биологическим и связанным со здоровьем эффектам воздействия слабых SMF. Наш обзор предназначен для критической оценки внутренней достоверности опубликованных данных, выявления открытых вопросов исследования и поддержки мероприятий по информированию о рисках потенциальных опасностей ЭМП. Хотя вероятность неблагоприятных последствий для здоровья от воздействия слабых SMF ниже предельных значений была оценена как низкая, с растущим воздействием SMF, производимого техническими приложениями, существует общественный и научный спрос на периодические оценки текущего состояния исследований, чтобы переоценить и подтвердить безопасность слабых SMF в повседневной жизни.

Этот систематический обзор представляет собой третью часть серии всесторонних литературных анализов, в которых оценивается возможность неблагоприятного воздействия статических магнитных и статических электрических полей. В наших ранее опубликованных систематических обзорах оценивались биологические и связанные со здоровьем эффекты воздействия статических электрических полей на людей и позвоночных [30], а также на беспозвоночных и растений [31].

2 Методы

«Предпочтительные элементы отчетности для систематических обзоров и метаанализов» (PRISMA) использовались для руководства методологическим проведением и составлением отчетов по этому систематическому обзору [32].Для оценки внутренней валидности отдельных исследований мы использовали инструмент оценки риска систематической ошибки, рекомендованный Национальной токсикологической программой (NTP) [33].

2.1 Критерии приемлемости

Критерии отбора были определены с использованием стратегии «Участники / популяция», «Воздействие» (E), «Контроль» (C), «Показатели результата» (O) (PECO) [33]. Для этого обзора подходили экспериментальные исследования in vivo, исследований на людях или позвоночных (P) с воздействием антропогенных SMF ≤ 1 мТл (E). Чтобы иметь право на включение, группы воздействия необходимо было сравнить с контрольной группой, не подвергавшейся воздействию, или условием фиктивного воздействия (C).Для практической осуществимости мы рассматривали только те исследования, в которых уровень воздействия SMF был выше в экспериментальной группе / состоянии, чем в контрольной группе / состоянии (GMF и фоновое поле), так что GMF в достаточной степени контролировался как возможный искажающий фактор. Следовательно, плотность магнитного потока также должна была быть обеспечена для контрольной группы / фиктивного состояния. Кроме того, не было никаких ограничений в отношении исследуемых конечных точек, то есть учитывались любые исходные показатели биологических или связанных со здоровьем эффектов (O).

Статьи должны быть написаны на английском или немецком языке, и нет ограничений в отношении года публикации.

Исключены обзорные статьи, редакционные статьи, комментарии, неопубликованные или нерецензируемые статьи, а также исследования по моделированию и дозиметрическим или теоретическим аспектам. Также были исключены исследования с совместным воздействием (например, как в МРТ, который представляет собой комбинацию воздействий SMF, радиочастотного ЭМП и градиентных магнитных полей, или как на заводах по восстановлению алюминия, которые подвергаются многократному воздействию, таким как тепло и химические вещества). потому что в этих исследованиях невозможно отделить потенциальный эффект воздействия SMF от воздействия других типов воздействия.

Исследования, изучающие влияние геомагнитной бури или геомагнитных возмущений на эффекты, связанные со здоровьем, были исключены, поскольку они в основном исследуют колебания ГМП в диапазоне нанотесла или экспериментально моделируют эти колебания. Результаты этих исследований исключают возможность дозиметрического учета между плотностями магнитного потока и потенциальными эффектами воздействия, поскольку эффект может быть вызван самой флуктуацией, а не конкретной плотностью магнитного потока.По этой причине эти исследования не подходят для нашего систематического обзора.

Аналогичным образом, исследования, посвященные изучению ослабленного или гипомагнитного поля, например, в космической среде, не входили в рамки нашего обзора. Поскольку живые организмы, включая человека, постоянно подвергаются воздействию естественного ГМП, вопрос нашего исследования был сосредоточен на искусственных SMF, которые накладываются на естественный ГМП, а не на ослаблении ГМП. Однако следует отметить, что при определенных обстоятельствах естественный ГМП может быть ослаблен антропогенными SMF.

Поскольку многие виды способны воспринимать ГМП и ориентироваться на них, магниторецепция и магнитная чувствительность изучались в большом количестве исследований. Во многих из этих исследований изучалось влияние изменения плотности магнитного потока на магниторецепцию или изменение угла наклона, полярности или других факторов окружающей среды, таких как параметры света. Из-за своей особой направленности исследования магниторецепции заслуживают отдельной оценки и поэтому были исключены из нашего обзора.

2.2 Источники информации и стратегия поиска литературы

Соответствующие статьи, опубликованные до октября 2019 года, были обнаружены с помощью электронного поиска в PubMed (Национальная медицинская библиотека США, Национальные институты здравоохранения) и в нашей высокоспециализированной базе данных литературы EMF-Portal (www.emf-portal.org). EMF-Portal — это наиболее полная база данных научной литературы о биологических и связанных со здоровьем эффектах электромагнитных полей с инвентаризацией 30 260 публикаций (январь 2020 г.).Он был одобрен Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в качестве справочной базы данных (https://www.who.int/peh-emf/research/database/en/). Независимая оценка в 2017 г. подтвердила полноту соответствующей литературы на EMF-Portal более 97% [34]. Определение соответствующих исследований для включения в EMF-Portal основано на стратегиях систематического поиска в основных базах данных, включая PubMed, Cochrane Library и IEEE Xplore Digital Library. Периодически проводятся обыски, т. Е.е. эти базы данных проверяются ежедневно или, по крайней мере, еженедельно. Чтобы дополнить поиск в электронной базе данных, дополнительные записи выявляются путем проверки научных журналов, не указанных в этих базах данных, и списков литературы журнальных статей и обзоров. Перед включением в EMF-Portal все записи помечаются в отношении дизайна исследования (например, экспериментальное, эпидемиологическое), характеристик воздействия (например, SMF, промежуточная частота или Wi-Fi), основных конечных точек (например, пролиферации клеток). , активность мозга, генотоксичность) и тип публикации (например,г., оригинальная исследовательская статья, обзор, редакция, комментарий). Эта априорная категоризация позволяет нам выполнять узкоспециализированный поиск и обеспечивать наилучшие результаты поиска.

Поисковые запросы были связаны с облучением и включали следующие ключевые слова: статическое магнитное поле (я), постоянное магнитное поле (я), постоянное магнитное поле (я), стационарное магнитное поле (я), постоянное магнитное поле (я), магнитостатическое поле (поля), постоянный ток высокого напряжения, HVDC. Строки поиска и ссылки на электронные базы данных представлены в S1 Link (поисковая строка).

2.3 Выбор исследования

Исследования были проверены на соответствие критериям отбора в два этапа на основе критериев отбора. На первом этапе оценки названия и аннотации идентифицированных статей были проверены независимо двумя авторами (AP, SD, LB или DD). Статьи, не соответствующие критериям включения, были исключены. На втором этапе оценки полные тексты потенциально подходящих статей были извлечены и независимо рассмотрены двумя авторами (AP, SD, LB или DD).Авторы совместно приняли окончательное решение о включении соответствующих статей. Возможные разногласия обсуждались и разрешались авторами обзора на основе консенсуса.

2.4 Извлечение данных

Два автора (AP, SD, LB или DD) независимо извлекли данные из статей, которые соответствовали нашим критериям отбора. Протокол добычи был определен и согласован до начала проекта. Извлеченные данные включали библиографические данные (например, имена авторов, год публикации, журнал), подвергнутые воздействию виды, количество и пол (если предоставлено) обследованных лиц, плотности магнитного потока, применяемые в группе / условиях воздействия и контрольной группе. / условие, продолжительность воздействия, исследуемые конечные точки и исходы.Были сделаны дополнительные замечания о конкретных параметрах (например, предыстория исследования, дополнительные эксперименты, которые не имели отношения к данному обзору), а также о несоответствиях и конкретных ограничениях отдельных исследований. Разногласия и технические неопределенности обсуждались и разрешались авторами обзора (AP, SD, DS, LB, DD).

2.5 Оценка исследования

Внутренняя валидность (то есть степень, в которой дизайн, проведение и анализ исследования позволяют избежать систематической ошибки) и общий риск систематической ошибки включенных исследований были оценены с использованием подхода, рекомендованного Управлением оценки состояния здоровья НПТ. и перевод (OHAT) [33, 35].Тот же рейтинговый инструмент использовался в наших ранее опубликованных систематических обзорах [30, 31, 36]. Инструмент оценки риска предвзятости OHAT состоит из ряда вопросов и предоставляет подробные инструкции о том, как оценивать методологическую строгость исследований на людях и животных с акцентом на здоровье окружающей среды и токсикологию. В соответствии с рекомендациями OHAT, девять методологических критериев были применены для оценки включенных экспериментальных исследований на животных на предмет предвзятости при отборе, производительности, обнаружении, истощении / исключении или выборочной отчетности.По крайней мере, два автора (AP, SD, LB или DD) независимо оценили критерии риска смещения для всех включенных исследований в соответствии со следующими рейтингами: «+ +» определенно низкий риск смещения, «+», вероятно, низкий риск смещения. систематическая ошибка, «-», вероятно, высокий риск систематической ошибки, или «- -», определенно высокий риск систематической ошибки. Возможные разногласия между авторами обсуждались и разрешались консенсусом.

Чтобы сделать выводы об общем риске систематической ошибки отдельных исследований, мы использовали подход OHAT для классификации исследований по уровням (подробности см. В таблице S1).Этот подход описывает трехуровневую систему оценки качества исследования (1 -й уровень : высокая степень достоверности сообщаемых результатов, 2-й уровень -й уровень : умеренная достоверность сообщаемых результатов или 3 -й уровень : низкая степень достоверности полученных результатов. сообщил результаты). В зависимости от объема систематического обзора и вопроса исследования OHAT предлагает определение «ключевых» критериев риска систематической ошибки. «Ключевыми» критериями риска систематической ошибки, которым был присвоен наибольший вес при определении общего риска систематической ошибки в рамках нашей оценки, были (1) «Были ли экспериментальные условия идентичными во всех исследуемых группах?», (2) « Можем ли мы быть уверены в характеристиках воздействия? »И (3)« Можем ли мы быть уверены в оценке результатов? ».Остальным критериям риска предвзятости было придано меньшее значение. Помещение исследования в одну из трех категорий качества (1 уровень , 2 уровень или 3 уровень ) зависело от рейтинга этих трех ключевых критериев риска систематической ошибки и соотношения рейтинг по остальным критериям.

3 Результаты

3.1 Выбор исследования

Систематический поиск дал всего 5 712 статей (рис. 1). После удаления дубликатов 4564 статьи были проверены по названию и аннотации, из которых 4230 исследований были исключены, поскольку они не соответствовали критериям отбора (например,g., другой тип экспериментальных исследований, таких как in vitro, исследования или дозиметрические исследования, не связанные с ЭМП / здоровьем, обзор, редакционная статья, комментарий, язык не английский или немецкий, плотность магнитного потока> 1 мТл). Обратите внимание, что большинство этих исследований были исключены, потому что они соответствовали более чем одному критерию исключения. Для наглядности на блок-схеме мы задокументировали только наиболее яркую причину их исключения (рис. 1). Полный текст был получен для остальных 334 статей, чтобы проверить их соответствие критериям включения в наш анализ.Из них 323 статьи были исключены по нескольким причинам: плотность магнитного потока> 1 мТл (n = 162), исследования (механизмов) магниторецепции (n = 58), другой тип экспериментального исследования (n = 22, например, в vitro исследований, исследования беспозвоночных или растений, дозиметрический подход), плотность магнитного потока не указана (n = 17), плотность магнитного потока контрольной группы / условия не указаны (n = 15), условия воздействия неясны (n = 8) , или исследование депривации поля / гипомагнитного поля (n = 8).Другие статьи были исключены, потому что они исследовали совместное облучение (n = 7), МРТ (n = 6), условия геомагнитной бури (n = 5) или потому, что в них не было условий воздействия SMF (n = 5). Обзоры, редакционные статьи, комментарии (n = 6), статья, написанная не на английском или немецком языке (n = 1), статья, не связанная со здоровьем, связанная с ЭМП (n = 1), и исследование, не прошедшее экспертную оценку (n = 1) также были исключены. Еще одну статью пришлось исключить, поскольку в ней не было описания результатов для групп воздействия. Список всех исключенных статей, включая библиографические данные и причины их исключения, приведен в дополнительных данных (таблица S2).Наконец, одиннадцать исследований соответствовали критериям отбора и были включены в этот систематический обзор.

3.2 Оценка исследования

Внутренняя валидность включенных исследований оценивалась с помощью инструмента оценки риска систематической ошибки, рекомендованного OHAT [33, 35]. Три из рассмотренных исследований [37–39] были отнесены к «1 -му уровню », остальные восемь исследований были отнесены к «2 -му уровню » (см. Рис. 2).

Пять исследований адекватно рассмотрели все три ключевых критерия риска систематической ошибки.В оставшихся шести исследованиях методологические недостатки в основном были выявлены в отношении двух ключевых критериев: в пяти исследованиях не хватало информации о процедурах, обеспечивающих Идентичные экспериментальные условия во всех исследуемых группах [40–44] и Доверие к оценке результатов было снижено в трех исследованиях. [40–42] из-за, например, использования потенциально нечувствительных инструментов. Достоверность характеристик воздействия не была гарантирована ни в одном исследовании [45], в то время как во всех других исследованиях использовались действительные и надежные методы для измерения или моделирования интенсивности применяемых воздействий SMF.

Ряд потенциальных угроз внутренней валидности был также идентифицирован для оставшихся критериев риска предвзятости. Методологические недостатки, которые были общими для всех исследований, были связаны с сокрытием распределения , ослеплением исследовательского персонала и коэффициентом отсева / исключения . Во всех исследованиях отсутствовала информация о том, было ли распределение животных по группам слепым. Кроме того, только одно исследование было явно выполнено в слепых условиях во время экспериментальных процедур, в то время как в остальных исследованиях не уделялось должного внимания ослеплению исследовательского персонала или не было предоставлено никакой информации о процедуре ослепления.Кроме того, восемь из одиннадцати исследований не предоставили достаточной информации о степени отсева / исключения данных и / или животных, что ставит под сомнение полноту данных и, таким образом, может рассматриваться как риск систематической ошибки в этих исследованиях.

3.3 Результаты индивидуальных исследований

Все оцененные исследования были экспериментальными исследованиями на животных, поскольку ни одно исследование на людях не соответствовало нашим критериям отбора (подробности см. В Таблице 1). Были изучены различные конечные точки, в том числе влияние воздействия на биосинтез мелатонина [40, 45], поведение [41, 42], параметры сердечно-сосудистой системы [37, 38, 44, 46], головной мозг и нервную систему [39, 43, 47]. у грызунов или птиц.Размер экспериментальных групп варьировался от 3 до 50 животных, а плотность приложенного магнитного потока варьировалась от 52 мкТл до 1 мТл.

3.3.1 Биосинтез мелатонина.

Два исследования, проведенные одной и той же рабочей группой, изучали потенциальные эффекты воздействия слабого SMF (52 мкТл и 72 мкТл) на биосинтез мелатонина у перепелов [40, 45]. Авторы измерили ферментативную активность гидроксииндол-О-метилтрансферазы, которая катализирует финальную реакцию биосинтеза мелатонина в сетчатке и шишковидной железе, но результаты обоих исследований не согласовывались.В эксперименте, имеющем отношение к данному обзору, Cremer-Bartels et al. [45] обнаружили, что на чувствительность сетчатки не влияют небольшие изменения магнитного поля (SMF 52 мкТл). Однако в отношении шишковидной железы Cremer-Bartels et al. [40] сообщили в своем более позднем исследовании о статистически значимом снижении активности фермента после 20 и 60 минут воздействия (SMF 72 мкТл). Поэтому авторы предположили, что слабый SMF может влиять на биосинтез мелатонина и, таким образом, может действовать как «zeitgeber» для циркадного ритма.

Оба исследования имели несколько методологических ограничений (например, не сообщалось об адекватном ослеплении научного персонала), что могло объяснить их противоречивые результаты. В частности, в их более ранней работе [45] экспозиции были плохо описаны, т.е. плотность магнитного потока рассчитывалась, но не измерялась. Это довольно проблематично, поскольку плотности магнитного потока экспозиции и контрольной группы были почти идентичны, то есть 52 мкТл и 48 мкТл соответственно.

3.3.2 Поведение.

Было выявлено два исследования одной и той же исследовательской группы, в которых изучались эффекты воздействия SMF на поведение и когнитивные способности крыс. Эксперименты проводились в лабиринте и включали в себя задачу по кондиционированию аппетита [41, 42]. У крыс, подвергшихся воздействию SMF 55–280 мкТл, Никольская и др. [42], Никольская и Еченко [41] наблюдали в лабиринте как локомоторную, так и эмоциональную депрессию, так что крысы не могли формировать пищевое оперантное поведение. Однако, когда крыс вынули из лабиринта и наблюдали в открытом поле, они продемонстрировали контрольные уровни двигательной активности и способности к обучению.Поэтому авторы пришли к выводу, что когнитивные процессы очень чувствительны к изменениям SMF, и предположили, что воздействие SMF может иметь неблагоприятный эффект в случаях, когда когнитивная нагрузка высока, то есть при решении учебной задачи с вознаграждением за еду в сложной проблемной среде. Кроме того, в своем более позднем исследовании Никольская и Еченко [41] наблюдали более высокое потребление алкоголя у подвергшихся воздействию крыс, но оставалось неясным, была ли разница между подвергнутой воздействию и контрольной группой статистически значимой.Авторы предположили, что повышенное потребление алкоголя крысами могло быть вызвано сочетанием воздействия SMF и сложной задачи в лабиринте.

В обоих исследованиях [41, 42] существует озабоченность по поводу того, оценивал ли поведение крыс неслепой экспериментатор. Как правило, наблюдение за поведением животных — очень нечувствительный инструмент, потому что оно основывается на субъективных суждениях. Кроме того, различное обращение с животными в экспериментальной и контрольной группах во время экспериментов предполагает роль некоторых других факторов, помимо SMF, в объяснении поведенческих реакций.

3.3.3 Параметры сердечно-сосудистой системы.

Четыре исследования, проведенные в одной лаборатории, были посвящены влиянию воздействия SMF на сердечно-сосудистую систему, включая скорость кровотока [46], кожную микроциркуляцию [38, 44], артериальное давление [37, 38] и частоту сердечных сокращений. плюс уровни вазоактивных пептидных гормонов [37]. Эксперименты проводились на мышах, кроликах и крысах. Плотность приложенного магнитного потока составляла от 300 мкТл до 1 мТл, а продолжительность воздействия варьировалась от 10 минут до 12 недель.Наблюдаемые эффекты зависели от исследуемой ткани, продолжительности воздействия и плотности магнитного потока.

Локальное нанесение SMF 1 мТл на кожную ткань в мочке уха кролика, Ohkubo et al. [44], Окано и Окубо [38] последовательно сообщали, что воздействие SMF в размере 1 мТл имело двухфазный эффект на микроциркуляцию: когда сосудистый тонус был низким, вазоконстрикция вызывалась, в то время как вазодилатация вызывалась, когда сосудистый тонус был высоким. Из дополнительных результатов фармакологически измененного артериального давления Окано и Окубо [38] пришли к выводу, что воздействие SMF может влиять на модуляцию динамики Ca 2+ и изменения активности синтазы оксида азота.Аналогичным образом Xu et al. [46] наблюдали, что воздействие SMF 1 мТл и 10 мТл приводило к статистически значимому увеличению максимальной скорости кровотока в мышечных капиллярах анестезированных мышей. Однако такого эффекта не наблюдалось при воздействии более слабого SMF 300 мкТл. Авторы предположили, что плотность магнитного потока 1 мТл можно рассматривать как пороговый уровень, выше которого запускается усиленная микроциркуляция в мышцах у анестезированных мышей.

При длительном воздействии SMF на мышей, от 3 до 12 недель, Окано и его коллеги [37] предоставили интересную информацию о различных эффектах воздействия на биохимические и физиологические реакции.Это исследование было мотивировано предыдущим исследованием, в котором авторы обнаружили подавление повышения артериального давления при применении более высоких интенсивностей SMF [48]. Для слабого SMF (средняя интенсивность 550 мкТл) Okano et al. [37] сообщили о снижении уровня гормонов (ангиотензина II и альдостерона) через 3 и 6 недель, но не через 12 недель воздействия. Однако наблюдаемое подавление гормонов через 3 и 6 недель не отразилось ни на изменении уровня артериального давления, ни на развитии гипертонии.Напротив, воздействие умеренного SMF со средней интенсивностью 2,8 мТл подавляло и замедляло развитие гипертонии на ранней стадии. Результаты показывают, что, хотя изменения в биохимических ответах могут быть вызваны более низкой интенсивностью SMF при 550 мкТл, физиологический ответ, то есть подавление и задержка повышения артериального давления, запускается только при более высоких интенсивностях SMF.

Несколько методологических ограничений были выявлены в исследовании Ohkubo и Xu [44] и исследовании Xu et al.[46]. В частности, Окубо и Сюй [44] не предоставили информацию относительно контроля уровня воздействия и контроля потенциальных факторов, влияющих на воздействие, что снижает уверенность в том, что указанные эффекты связаны с воздействием SMF.

3.3.4 Мозг и нервная система.

Исследования, проведенные в трех разных лабораториях, изучали влияние воздействия SMF на мозг и нервную систему. Одно исследование было сосредоточено на влиянии воздействия на рабочую память и активность мозга [39]; в остальных двух исследованиях изучалось влияние SMF на уровни нейротрансмиттеров [47], а также на активность ферментов и окислительный стресс в синаптосомах мозга [43].Эксперименты проводились на мышах и крысах. Плотность приложенного магнитного потока варьировалась от 100 мкТл до 1 мТл, и животные подвергались воздействию от 7 дней (2 часа в день) до 4 месяцев (15 минут в день). Chance и его коллеги сообщили, что воздействие SMF (100 мкТл в течение 1 месяца) увеличивало уровни серотонина и 3-метокситирамина (метаболит дофамина) в головном мозге крыс [47]. Продление воздействия до 4 месяцев показало, что изменения в уровнях нейромедиаторов и в циркулирующих аминокислотах были временными и исчезали при продолжении воздействия.Однако из интерпретации результатов оставалось неясным, какое значение они могут иметь для здоровья. Динчич и его коллеги сообщили об увеличении активности ферментов (АТФаза и ацетилхолинэстераза) и маркеров окислительного стресса (малоновый диальдегид) в головном мозге крыс при длительном воздействии разноориентированного SMF в объеме 1 мТл [43]. Хотя авторы пришли к выводу из своих результатов, что воздействие SMF может быть многообещающим инструментом в лечении нейрональных заболеваний, возможный механизм наблюдаемых изменений не может быть предложен.Напротив, исследование Zhang et al. [39] не указали на влияние воздействия слабого SMF на работу мозга. Авторы не обнаружили изменений в электрофизиологических записях из гиппокампа у мышей, которые подвергались воздействию SMF в 1 мТл при выполнении задания, включающего способности рабочей памяти.

Как и в исследованиях, связанных с другими конечными точками, мы выявили несколько методологических недостатков в исследованиях Chance et al. [47] и Dincic et al. [43], что снизило уверенность в полученных результатах.

4 Обсуждение

4.1 Краткое изложение доказательств

Целью этого систематического обзора было проанализировать и оценить текущие знания о биологических и связанных со здоровьем эффектах воздействия слабых SMF (≤ 1 мТл) на людей и позвоночных. С этой целью мы оценили результаты одиннадцати экспериментальных исследований на животных и критически оценили индивидуальную внутреннюю валидность этих исследований. Ни одно исследование на людях не соответствовало нашим критериям отбора.

В восьми из одиннадцати рассмотренных исследований сообщалось о воздействии слабого SMF.Они выражались в изменении биосинтеза мелатонина у перепелов [40], снижении двигательной активности у крыс [41, 42], изменении вазомоции [38, 44] и артериального давления [38] у кроликов, временных изменений биохимических параметров, связанных с артериальным давлением, у кроликов. крысы [37], временные изменения уровня нейротрансмиттеров у крыс [47] и повышение активности ферментов в головном мозге крыс [43]. Различные эффекты наблюдались как при кратковременном (например, 10 мин [44]), так и при долгосрочном (например, 4 месяца [47]) воздействии.Результаты исследований с положительными результатами основаны на примерно 200 животных (крысах, кроликах или перепелах). В исследованиях на мышах не сообщалось о каких-либо эффектах.

Учитывая, что SMF могут взаимодействовать с биологическими системами и могут действовать, например, на спиновые взаимодействия электронов или оказывать силы на движущиеся электрические заряды, возможно, что описанные эффекты указывают на связь между воздействием слабых SMF и биологическим функционированием. Однако из-за ограниченного числа включенных исследований и большой неоднородности параметров исследования, а также из-за частично противоречивых результатов и отсутствия научной строгости в большинстве исследований качество доказательств остается недостаточным для того, чтобы сделать вывод за или против биологического и связанные с здоровьем последствия воздействия SMF ≤ 1 мТл для большинства конечных точек.Два исследования уровня 1 и одно 2 уровня выявили влияние воздействия на несколько сердечно-сосудистых параметров [37, 38, 44], что дает некоторые доказательства воздействия воздействия на сердечно-сосудистую систему. Однако ни один из эффектов, описанных в рассмотренных исследованиях, не был подтвержден независимыми исследователями в повторных исследованиях.

Следует отметить, что из интерпретации результатов оставалось в значительной степени неясным, являются ли сообщенные эффекты в оцененных исследованиях полезными или вредными для здоровья.Однако маловероятно, что сообщаемые эффекты воздействия слабого SMF представляют серьезный риск для здоровья.

4.2 Ограничения

При интерпретации результатов нашего систематического анализа необходимо устранить ряд ограничений.

Поскольку наш систематический обзор был сосредоточен на слабых SMF, данные не подходят для каких-либо выводов о влиянии воздействия SMF с более высокими плотностями магнитного потока, излучаемого, например, с помощью МРТ. Следовательно, для проведения всесторонней оценки риска для здоровья от воздействия умеренного и высокого SMF, также необходимо систематически оценивать исследования, в которых применяется SMF> 1mT.

Также существует возможный риск систематической ошибки публикации в этом направлении исследований. Вероятно, что исследования, указывающие на отсутствие причинной связи между воздействием SMF и биологическим функционированием, будут опубликованы с меньшей вероятностью, что потенциально может искажать имеющуюся литературу.

Выводы этого обзора основаны на исследованиях, выявленных с помощью изложенной стратегии поиска. Поскольку мы рассматривали только рецензируемые статьи, опубликованные на английском или немецком языках, мы могли пропустить потенциально релевантные статьи, опубликованные на других языках.Кроме того, серая литература не рассматривалась. Также возможно, что релевантные поисковые термины для идентификации статей не могут быть найдены в заголовке, аннотации или терминах MeSH некоторых статей, так что поиск на EMF-Portal и PubMed не вернул все потенциально релевантные статьи.

Наши критерии отбора исключили оценку исследований in vitro , которые дают представление об общих механизмах, посредством которых SMF могут взаимодействовать с биологическими системами.Также в этом обзоре не рассматривались исследования, изучающие совместное воздействие, или исследования, в которых воздействие SMF было ослаблено по сравнению с контрольной группой. Таким образом, наши выводы могут не относиться к исследованиям такого типа.

Наконец, из-за отсутствия достаточно похожих данных мы не смогли провести количественный анализ (например, метаанализ) в этом систематическом обзоре.

5 Заключение

Рассмотренные исследования демонстрируют высокую степень неоднородности в отношении конечных точек, изученных видов животных и параметров исследования, так что имеющихся в настоящее время доказательств относительно потенциала неблагоприятных эффектов слабого SMF недостаточно для того, чтобы сделать вывод. твердое заключение.Таким образом, выводы этого обзора согласуются с выводами предыдущих оценок. ВОЗ [17] отметила, что исследования воздействия SMF часто не проводились систематически и отсутствовали соответствующая методология и подробная информация о параметрах воздействия. Другие международные комиссии и авторы обзоров пришли к аналогичным выводам и раскритиковали отсутствие достаточных данных для проведения оценки риска воздействия SMF [49–51]. Сила нашего обзора по сравнению с предыдущими оценками заключается в том, что мы оценили более недавние исследования, большее количество исследований, посвященных влиянию слабой SMF (n = 11), чем рассмотренные, например.g., ВОЗ [17] (n = 5), и формально оценили риск систематической ошибки в этих исследованиях.

Что касается возможности неблагоприятного воздействия SMF на биологическое функционирование, предыдущие оценки пришли к выводу, что любые такие эффекты, вероятно, можно ожидать в диапазоне миллитесла и выше. Например, ВОЗ [17] считает вероятным, что выработка мелатонина может быть подавлена ​​при воздействии умеренных или высоких интенсивностей SMF, но указала на противоречивые результаты между лабораториями и, таким образом, подчеркнула необходимость дальнейших исследований.Кроме того, ВОЗ [17], Научный комитет по возникающим и недавно выявленным рискам для здоровья [50] и ICNIRP [22] пришли к выводу, что воздействие SMF с умеренной и высокой плотностью магнитного потока может оказывать влияние на поведение и сердечно-сосудистые функции. Однако эффекты SMF> 1 мТл не анализировались в нашем обзоре и должны систематически оцениваться в будущих обзорах.

Наш анализ показал, что также слабые SMF в диапазоне микротесла могут взаимодействовать с биологическими системами.В восьми из одиннадцати рассмотренных исследований сообщалось о влиянии слабого SMF на биосинтез мелатонина, двигательную активность, регуляцию артериального давления, активность ферментов мозга или уровни нейротрансмиттеров. Однако, исходя из небольшого количества доступных исследований и оценки того, что большинству включенных исследований не хватало научной строгости и однородности в отношении параметров исследования, необходимы дальнейшие исследования, включая исследования репликации, чтобы более подробно оценить потенциал эффектов слабого SMF. по биологическим системам.

Поскольку технологии, генерирующие SMF, быстро развиваются, в частности, в отношении предложений по новым линиям электропередачи постоянного тока высокого напряжения или системам, работающим с батареями, таким как электромобили, целесообразно оценить биологические эффекты воздействия широкого диапазона Интенсивности SMF в строгих и систематических исследованиях. Особое внимание следует уделять оценке воздействия SMF на человека. Однако следует отметить, что слабые SMF, поскольку они излучаются из линий электропередач HVDC или других технических приложений, частично находятся в диапазоне GMF, что может затруднить разделение потенциальных эффектов, вызванных воздействием на человека. источники, созданные в результате воздействия ГМП.

При планировании любых новых экспериментальных исследований мы рекомендуем исследователям использовать хорошо контролируемые и проверенные параметры воздействия. Для экспериментов, включающих воздействие слабого SMF, точные измерения плотности магнитного потока должны быть получены для группы воздействия, а также для группы контрольного / ложного воздействия, чтобы контролировать уровень фоновых полей [52]. Подробное руководство по правильной дозиметрии в исследованиях ЭМП было предоставлено Makinistian 2018 [52], Misakian 1993 [53] и Valberg 1995 [54].Чтобы облегчить сравнение воздействий между исследованиями и обобщение результатов, мы также призываем исследователей учитывать стандарты отчетности, определенные, например, в руководящих принципах ARRIVE для экспериментальных исследований на животных [55], в контрольном списке публикации Hooijmans 2010 [ 56] или в заявлении CONSORT для клинических исследований на людях [57].

Благодарности

Мы благодарим двух рецензентов за их ценные комментарии и предложения, которые помогли нам существенно улучшить рукопись.

Список литературы

  1. 1. Мойер Р. М., Сонг Г. Культурные предрасположенности, особые эмоциональные чувства и восприятие пользы и риска: объяснение предполагаемой полезности установки высоковольтных линий электропередач местными политическими элитами. J Risk Res. 2019; 22 (4): 416–431.
  2. 2. Видеманн П.М., Бурнер Ф., Клаус Ф. Как далеко, насколько достаточно? Восприятие безопасности и принятие линий электропередач сверхвысокого напряжения в Германии. J Risk Res. 2018; 21 (4): 463–479.
  3. 3.Рассел CL. Расширение беспроводной связи 5 G: последствия для здоровья населения и окружающей среды. Environ Res. 2018; 165: 484–495.
  4. 4. Драетта Л. Социальное конструирование спора о здоровье. Пример интеллектуальных счетчиков электроэнергии во Франции. Энн Телеком. 2019; 74 (1-2): 5-15.
  5. 5. Птицына Н.Г., Понцетто А., Копытенко Ю.А., Исмагилов В.С., Коробейников А.Г. Магнитные поля электромобилей и их биологическое значение. Журнал научных исследований, 2014; 3 (13): 1753–1770.
  6. 6. Меа К., Ула С. Сравнительная оценка систем передачи HVDC и HVAC. Общее собрание энергетического общества IEEE. 2007.
  7. 7. Годбейн С., Лахбиб А., Саклы М., Абдельмелек Х. Биоэффекты статических магнитных полей: окислительный стресс, генотоксические эффекты и исследования рака. Biomed Res Int. 2013: 602987.
  8. 8. Окано Х. Эффекты статических магнитных полей в биологии: роль свободных радикалов. Передние биоски. 2008. 13: 6106–6125.
  9. 9.Чжан X, Ярема К.Дж., Сюй А. Биологические эффекты статических магнитных полей. 1-е изд: Springer Nature; 2017.
  10. 10. Finlay CC, Maus S, Beggan CD, Бондарь TN, Chambodut A, Чернова Т.А. и др. Международное опорное геомагнитное поле: одиннадцатое поколение. Geophys J Int. 2010. 183 (3): 1216–1230.
  11. 11. Bracken TD. Среда линии электропередачи HVDC. Семинар по электрическим и биологическим эффектам, связанным с линиями электропередачи постоянного тока высокого напряжения; Ричленд, Вашингтон / Даллас, Орегон: Тихоокеанская северо-западная лаборатория; 1978 г.
  12. 12. Бейли У.Х., Вейл Д.Е., Стюарт-младший. Обзор экологических проблем передачи электроэнергии высокого напряжения постоянного тока. Ок-Ридж, Теннесси: Национальная лаборатория Ок-Ридж; 1997. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc698267/m2/1/high_res_d/580576.pdf.
  13. 13. Kaune WT, Miller MC, Linet MS, Hatch EE, Kleinerman RA, Wacholder S и др. Магнитные поля, создаваемые ручными фенами, стереогарнитурами, домашними швейными машинами и электрическими часами. Биоэлектромагнетизм. 2002. 23 (1): 14–25.
  14. 14. Карабецос Э., Калампалики Э., Кутунидис Д. Тестирование автомобилей с гибридной технологией: измерения статического и сверхнизкочастотного магнитного поля. Журнал IEEE Vehicular Technology Magazine. 2014; 9 (4): 34–39.
  15. 15. Джалилиан Х., Наджафи К., Реза М., Хосрави Ю., Заманян З. Оценка статических и сверхнизкочастотных магнитных полей в поездах с электроприводом. IJOH. 2017; 9 (2): 105–112.
  16. 16. Сенкевич З. Доклад докладчика: значение для руководящих принципов воздействия.Prog Biophys Mol Biol. 2005. 87 (2–3): 365–372.
  17. 17. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). Монография по критериям гигиены окружающей среды № 232 — статические поля. Женева, Швейцария: ВОЗ; 2006. http://www.who.int/peh-emf/publications/EHC_232_Static_Fields_full_document.pdf.
  18. 18. Acri G, Testagrossa B, Causa F, Tripepi MG, Vermiglio G, Novario R и др. Оценка профессионального облучения в магнитно-резонансных центрах. Radiol Med. 2014. 119 (3): 208–213.
  19. 19.Ямагути-Секино С., Накаи Т., Имаи С., Идзава С., Окуно Т. Уровни воздействия статического магнитного поля на рабочем месте во время обычного МРТ-обследования в системе 3Т МРТ. Биоэлектромагнетизм. 2014; 35 (1): 70–75.
  20. 20. Фатахи М., Карпович Дж., Грыз К., Фаттахи А., Роуз Дж., Спек О. Оценка воздействия (сверх) высоких статических магнитных полей во время работы с человеческими МРТ-сканерами. Magn Reson Mater Phy (МАГМА). 2017; 30 (3): 255–264.
  21. 21. Ковальчук CI, Сенкевич ZJ, Saunders RD.Биологические эффекты воздействия неионизирующих электромагнитных полей и излучения: статические электрические и магнитные поля. Чилтон, Великобритания: Национальный совет радиологической защиты; 1991.
  22. 22. Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP). Рекомендации по пределам воздействия статических магнитных полей. Здоровье Phys. 2009. 96 (4): 504–514.
  23. 23. ван Ронген Э., Сондерс Р. Д., ван Девентер Е. Т., Репачоли М. Х. Статические поля: биологические эффекты и механизмы, относящиеся к пределам воздействия.Здоровье Phys. 2007. 92 (6): 584–590.
  24. 24. Pophof B, Brix G. Магнитно-резонансная томография: Neuere Studien zur biologischen Wirkung statischer Magnetfelder und hochfrequenter elektromagnetischer Felder. Радиолог. 2017; 57 (7): 563–568.
  25. 25. Schenck JF. Физические взаимодействия статических магнитных полей с живыми тканями. Prog Biophys Mol Biol. 2005. 87 (2–3): 185–204.
  26. 26. Ван С.Х., Хилбурн И.А., Ву Д.А., Мизухара Ю., Куст С.П., Абрахамс Дж.Н.Х. и др.Трансдукция геомагнитного поля, подтвержденная активностью альфа-диапазона в человеческом мозге. eNeuro. 2019; 6 (2).
  27. 27. Чэ К-С, О И-Т, Ли С. Х, Ким С. Магниторецепция человека в зависимости от синего света в геомагнитной пищевой ориентации. PLOS ONE. 2019; 14 (2): e0211826.
  28. 28. Международное агентство по изучению рака (IARC). Неионизирующее излучение, Часть 2: Радиочастотные электромагнитные поля. Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека, том 102.1-е изд. Лион, Франция: IARC Press; 2013. http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol102/mono102.pdf.
  29. 29. Международное агентство по изучению рака (IARC). Неионизирующее излучение, Часть 1: Статические и чрезвычайно низкочастотные (СНЧ) электрические и магнитные поля. Монографии МАИР по оценке канцерогенного риска для человека, том 80. 1 изд. Лион, Франция: IARC Press; 2002. http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol80/mono80.pdf.
  30. 30. Петри А.К., Шмидхен К., Стандер Д., Дечент Д., Краус Т., Бейли В. и др.Биологические эффекты воздействия статических электрических полей на людей и позвоночных: систематический обзор. Здоровье окружающей среды. 2017; 16 (1): 41.
  31. 31. Schmiedchen K, Petri AK, Driessen S, Bailey WH. Систематический обзор биологических эффектов воздействия статических электрических полей. Часть II: Беспозвоночные и растения. Environ Res. 2018; 160: 60–76.
  32. 32. Мохер Д., Либерати А., Тецлафф Дж., Альтман Д. Г.. Предпочтительные элементы отчетности для систематических обзоров и метаанализов: заявление PRISMA.PLoS Med. 2009; 6 (7): e1000097.
  33. 33. Национальная токсикологическая программа (NTP). Руководство по проведению оценки состояния здоровья на основе литературы с использованием подхода OHAT для систематического обзора и доказательств. Бюро оценки состояния здоровья и перевода; 2019. https://ntp.niehs.nih.gov/ntp/ohat/pubs/handbookmarch3019_508.pdf.
  34. 34. Дриссен С., Дечент Д., Голлник Ф., Грефрат Д., Шмид Г., Сесил С. и др. Evaluierung des EMF-Portals und Ableitung von Erkenntnissen und Empfehlungen für dessen weitere Gestaltung.Abschlussbericht zum Vorhaben FM 8857. BfS-RESFOR 1242017. https://doris.bfs.de/jspui/handle/urn:nbn:de:0221-2017071314292.
  35. 35. Национальная токсикологическая программа (NTP). Инструмент оценки риска предвзятости OHAT для исследований на людях и животных. Бюро оценки состояния здоровья и перевода; 2015. https://ntp.niehs.nih.gov/ntp/ohat/pubs/riskofbiastool_508.pdf.
  36. 36. Бодевейн Л., Шмидхен К., Дечент Д., Стандер Д., Грэфрат Д., Винтер Л. и др. Систематический обзор биологических эффектов электрических, магнитных и электромагнитных полей в промежуточном диапазоне частот (от 300 Гц до 1 МГц).Environ Res. 2019; 171: 247–259.
  37. 37. Окано Х., Масуда Х., Окубо С. Снижение уровней метаболитов оксида азота, ангиотензина II и альдостерона в плазме у крыс со спонтанной гипертензией, подвергшихся воздействию статического магнитного поля 5 мТл. Биоэлектромагнетизм. 2005. 26 (3): 161–172.
  38. 38. Окано Х., Окубо С. Модулирующие эффекты статических магнитных полей на кровяное давление у кроликов. Биоэлектромагнетизм. 2001. 22 (6): 408–418.
  39. 39. Чжан Ю, Чжан Ю, Ю Х, Ян Ю, Ли В, Цянь З.Тета-гамма-связь в гиппокампе во время дефицита рабочей памяти, вызванного воздействием низкочастотного электромагнитного поля. Physiol Behav. 2017; 179: 135–142.
  40. 40. Кремер-Бартельс Г., Краузе К., Митоскас Г., Бродерсен Д. Магнитное поле земли как дополнительный цейтгебер для эндогенных ритмов? Naturwissenschaften. 1984. 71 (11): 567–574.
  41. 41. Никольская К., Еченко О. Алкогольная зависимость как результат познавательной деятельности в измененном природном магнитном поле.Electromagn Biol Med. 2002. 21 (1): 1–18.
  42. 42. Никольская К., Штемлер В., Ещенко О., Савоненко А., Осипов А., Никольский С. Чувствительность когнитивных процессов к неоднородности естественных магнитных полей. Electro Magnetobiol. 1996. 15 (3): 163–174.
  43. 43. Динчич М., Крстич Д.З., Чолович М.Б., Нешович Остойич Ю., Ковачевич С., Де Лука С.Р. и др. Модуляция активности синаптосомных АТФаз и ацетилхолинэстеразы крыс, вызванная хроническим воздействием статического магнитного поля.Int J Radiat Biol. 2018; 94 (11): 1062–1071.
  44. 44. Окубо С., Сюй С. Острые эффекты статических магнитных полей на кожную микроциркуляцию у кроликов. In Vivo. 1997. 11 (3): 221–225.
  45. 45. Cremer-Bartels G, Krause K, Kuchle HJ. Влияние вариаций слабой напряженности магнитного поля на сетчатку и шишковидную железу перепелов и человека. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 1983; 220 (5): 248–252.
  46. 46. Сюй С., Окано Х., Окубо С. Острые эффекты воздействия статических магнитных полей и электромагнитных полей с частотой 50 Гц на микроциркуляцию мышц у мышей под наркозом.Биоэлектрохимия. 2001. 53 (1): 127–135.
  47. 47. Чанс В.Т., Гроссман К.Дж., Ньюрок Р., Бовин Г., Йериан С., Шмитт Г. и др. Влияние электромагнитных полей и пола на нейротрансмиттеры и аминокислоты у крыс. Physiol Behav. 1995. 58 (4): 743–748.
  48. 48. Окано Х, Окубо С. Влияние статических магнитных полей на плазменные уровни ангиотензина II и альдостерона, связанные с артериальным кровяным давлением у крыс с генетической гипертензией. Биоэлектромагнетизм. 2003. 24 (6): 403–412.
  49. 49. Сондерс Р. Статические магнитные поля: исследования на животных. Prog Biophys Mol Biol. 2005. 87 (2–3): 225–239.
  50. 50. Научный комитет по возникающим и недавно выявленным рискам для здоровья (SCENIHR). Возможное воздействие на здоровье электромагнитных полей (ЭМП). Люксембург: Европейская комиссия; 2015. http://ec.europa.eu/health/scientific_committees/emerging/docs/scenihr_o_041.pdf.
  51. 51. Yu S, Shang P. Обзор биоэффектов статического магнитного поля на моделях грызунов.Prog Biophys Mol Biol. 2014; 114 (1): 14–24.
  52. 52. Макинистиан Л., Мюхсам Д. Д., Берсани Ф., Беляев И. Некоторые рекомендации для экспериментальной работы в магнитобиологии, пересмотренные. Биоэлектромагнетизм. 2018; 39 (7): 556–564.
  53. 53. Мисакян М., Шеппард А.Р., Краузе Д., Фрейзер М.Э., Миллер Д.Л. Биологические, физические и электрические параметры для исследований in vitro с магнитными и электрическими полями СНЧ: праймер. Биоэлектромагнетизм. 1993: 1–73.
  54. 54. Вальберг PA.Планирование экспериментов с ЭМП: что требуется для характеристики «воздействия»? Биоэлектромагнетизм. 1995. 16 (6): 396–401.
  55. 55. Килкенни С., Браун В.Дж., Катхилл И.К., Эмерсон М., Альтман Д.Г. Улучшение отчетности по бионаучным исследованиям: Руководство ARRIVE по отчетности об исследованиях на животных. PLOS Биология. 2010; 8 (6): e1000412.
  56. 56. Hooijmans CR, Leenaars M, Ritskes-Hoitinga M. Контрольный список публикаций по золотому стандарту для повышения качества исследований на животных, для полной интеграции трех принципов и для того, чтобы сделать систематические обзоры более осуществимыми.Альтернативная лаборатория Аним. 2010. 38 (2): 167–182.
  57. 57. Шульц К.Ф., Альтман Д.Г., Мохер Д. КОНСОРТ Заявление 2010 г .: обновленное руководство по составлению отчетов о рандомизированных исследованиях в параллельных группах. 2010; 8 (1): 18.
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.