Ultrahigh frequency electromagnetic radiation modulates cardiac rhythm variability in volunteers

E. N Chuyan; Чуян Е. Н; I. R Nikiforov; Никифоров И. Р; Elena Aleksandrovna Biryukova; Бирюкова Елена Александровна; I. S Mironyuk; Миронюк И. С; M. Yu Ravaeva; Раваева М. Ю

doi:10.18821/1681-3456-2016-15-6-297-301

Ultrahigh frequency electromagnetic radiation modulates cardiac rhythm variability in volunteers

Authors: Chuyan E.N¹, Nikiforov I.R¹, Biryukova E.A.¹, Mironyuk I.S¹, Ravaeva M.Y.¹
Affiliations:
1. Federal state autonomous educational institution of higher education “V.I. Vernadsky Crimean Federal University”
Issue: Vol 15, No 6 (2016)
Pages: 297-301
Section: Articles
URL: https://rjpbr.com/1681-3456/article/view/41602
DOI: https://doi.org/10.18821/1681-3456-2016-15-6-297-301
ID: 41602

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The objective of the present work was to study variability of cardiac rhythms developing under the influence of the 10 day-long course of low-intensity ultrahigh frequency electromagnetic radiation (UHF EMR). It was shown that the courses of UIHF EMR have corrective effect on the cardiovascular system of the volunteers, in the first place by means of reducing the level of centralization of the regulatory mechanisms. The intensity of the influence of this therapy on the cardiac rhythm variability depends on the number of treatment courses and the initial functional state of the volunteers. Moreover, low-intensity ultrahigh frequency electromagnetic radiation decreases the intergroup dispersion of the characteristics of cardiac rhythm variability in the volunteers of different groups.

Keywords

cardiac rhythm variability, ultrahigh frequency electromagnetic radiation, dispersion analysis

Full Text

2 Введение На сегодняшний день одним из наиболее информативных неинвазивных методов исследования функционального состояния организма является вариабельность сердечного ритма (ВСР) [1-4]. Данный метод основан на периодических изменениях интервалов времени между сердечными сокращениями нормального синусового ритма сердца [5]. Согласно исследованиям многих авторов [4-7], ВСР отражает активность нейрогуморальных регуляторных механизмов как сердечно-сосудистой системы, так и организма в целом. В наших предыдущих исследованиях было выявлено достоверное изменение ВСР в процессе курсового воздействия электромагнитного излучения крайне высокой частоты (ЭМИ КВЧ) [8]. При этом использованные в исследовании статистические методы не имели высокой информативности при сравнении межгрупповых различий ВСР, а также не давали возможности в полной мере оценить точный вклад ЭМИ КВЧ в полученные изменения ВСР. В результате этого целью настоящего исследования явилось использование однофакторного дисперсионного анализа для оценки качественного и количественного вклада ЭМИ КВЧ в общую дисперсию показателей ВСР и сравнения межгрупповых различий эффективности КВЧ- воздействий. Материал и методы Для исследования было отобрано 57 студентов-волон- теров женского пола от 18 до 21 года, не имеющих патологических изменений сердечно-сосудистой системы. В соответствии со значениями индекса напряжения регуляторных систем (ИН) все испытуемые были разделены на 3 группы с низким (I группа, п = 17; до 50 усл. ед.), средним (II группа, п = 27; от 50 до 150 усл. ед.) и высоким (группа III, п = 13; от 150 усл. ед.) значением данного показателя. Воздействие ЭМИ КВЧ осуществлялось ежедневно на протяжении 10 дней в утреннее время суток с помощью 7-канального аппарата РАМЕД-ЭКСПЕРТ-04 (производство Таблица 1 Изменение показателей ВСР до и после 10 сеансов воздействия ЭМИ КВЧ Показатель Количество сеансов ЭМИ КВЧ Группы испытуемых I II III ИН Фон 45,5 ± 3,97 142,1 ± 7,19 270,8 ± 21,26 10 48,2 ± 6,28 81,6 ± 5,54 p < 0,001 124,6 ± 11,47 p < 0,001 HF Фон 1909,3 ± 133,68 399,7 ± 48,18 125,5 ± 13,16 10 1881,3 ± 339,00 754,8 ± 65,42 p < 0,001 340,2 ± 42,35 p < 0,001 LF Фон 1670,1 ± 153,16 732,5 ± 54,78 330,2 ± 32,87 10 1624,5 ± 185,46 1187,7 ± 61,43 p < 0,001 655,5 ± 48,83 p < 0,0001 AMo Фон 23,5 ± 1,47 35,7 ± 1,33 54,8 ± 2,20 10 22,8 ± 1,42 27,2 ± 1,22 p < 0,0001 32,3 ± 2,10 p < 0,01 RMSSD Фон 72,5 ± 3,11 34,9 ± 2,35 21,3 ± 1,89 10 74,5 ± 2,75 55,04 ± 4,09 p < 0,0001 42,6 ± 3,24 p < 0,001 Примечание. p - уровень достоверности различий по критерию Вилкоксона между значениями до и после 10 сеансов воздействия ЭМИ КВЧ. Оригинальные статьи научно-исследовательской лаборатории «Рамед», г. Днепропетровск; регистрационное свидетельство МЗ № 783/99 от 14.07.1999, выданное КНМТ МОЗ Украины на право применения в медицинской практике в Украине). Технические характеристики генератора: X = 7,1 мм, п = 42,4 ГГц, плотность потока мощности волны (ППМ) = 0,1 мВт/см2. Местом воздействия были выбраны области биологически активных точек: GI-15 правого плечевого сустава, симметричные E-34, RP-6 и GI-4; время воздействия 30 мин. Запись кардиограммы проводили с помощью аппаратно-программного комплекса Омега-М (производство научно-исследовательской лаборатории «Динамика», г. Санкт- Петербург) ежедневно в положении лежа в течение 5 мин после КВЧ-воздействия. Полученные кардиограммы автоматически преобразовывались в вариационные ряды кардиоинтервалов, для анализа которых использовали спектральные (мощности волн в высоко- и низкочастотных диапазонах спектра СР - HF и LF в мс2), геометрические (АМо - амплитуда моды) и статистические (RMSSD - квадратный корень из суммы квадратов разностных значений) методы ВСР, а также метод вариационной пульсометрии по Р.М. Баевскому (ИН). Оценка функции распределения исследуемых показателей ВСР позволила заключить, что параметры наблюдаемой нами выборки имели распределение, близкое к нормальному. Это дало возможность оперировать показателями вариативности признаков (дисперсией) с целью учета влияния организованных входных факторов. В качестве контролируемого фактора использовали курсовое воздействие ЭМИ КВЧ. Для оценки вклада влияния ЭМИ КВЧ в общую дисперсию использовали метод Н.А. Плохинского [9], при котором исследуемыми признаками факторного отклика являлись показатели силы влияния (п2) контролируемых факторов на значения рассматриваемых показателей ВСР. Учитывали следующие показатели: - SS-effect (Dx) - сумма квадратов в уравнении дисперсии, обусловленная действием контролируемых факторов; - SS-error (Dz) - сумма квадратов в уравнении дисперсии, обусловленная действием неконтролируемых факторов; - п2 - процентный вклад контролируемых факторов в общую дисперсию, рассчитанный по формуле: Я 100. D. r + Dz Суть этого метода состоит в том, что общая вариация результирующего показателя расчленяется на части, соответствующие раздельному и совместному влиянию различных качественных факторов, и остаточную вариацию, аккумулирующую влияние всех неучтенных составляющих. Статистическое изучение этих частей позволяет делать выводы о влиянии на результирующий показатель контролируемого фактора [10]. Статистическую обработку данных осуществляли с помощью пакета программ Омега-М и Статистика 6.0. Результаты В результате проведенного исследования были установлены достоверные изменения значений рассматриваемых показателей у испытуемых II и III групп (табл. 1). У испытуемых I группы достоверных изменений рассматриваемых показателей ВСР за весь курс исследования зарегистрировано не было. Из многочисленных литературных данных [4, 5, 11-13] известно, что HF отражает активность парасимпатического звена вегетативной нервной системы (ВНС), а умеренное преобладание значений HF в общем спектре согласуется с положением об адаптационно-трофическом защитном действии блуждающего нерва на сердце. LF - составляющая I группа i\2 (ИН), % T|2 (HF), % т|2 (LF), % 60-| 5040302010- 0-P Сутки II группа Сутки I группа 4 6 8 Сутки 10 Изменение процентного вклада ЭМИ КВЧ в общую дисперсию показателей ВСР на протяжении 10 дней эксперимента. * - уровень значимостиp < 0,05; • - уровень значимостиp < 0,001. спектра, напротив, в большей степени отражает активность симпатического отдела ВНС, в первую очередь вазомоторного центра [13, 14]. Кроме того, стабилизирующий эффект централизации управления СР, обусловленный в основном степенью активации симпатического отдела ВНС, отражается в значениях AMo и ИН, в свою очередь активность отдела автономной нервной системы отражают значения RMSSD [5, 11, 13, 14]. Таким образом, полученные данные о влиянии ЭМИ КВЧ на показатели ВСР свидетельствуют о качественном влиянии данного фактора на ВНС и адаптационный потенциал организма испытуемых, что подтверждается данными, полученными в наших предыдущих исследованиях. Проведение дисперсионного анализа и дальнейшая обработка полученных результатов позволила установить значительные изменения вклада ЭМИ КВЧ в общую дисперсию рассматриваемых показателей ВСР у испытуемых II и III группы, у испытуемых I группы, как и ожидалось, достоверных изменений данного показателя выявлено не было (см. рисунок). Следует отметить, что у испытуемых II групп0ы достоверное увеличение значений п2 регистрировали начиная с 3-4-х суток исследования, оно составляло для AMo 15,05% (p < 0,008), RMSSD - 11,02% (p < 0,02), HF - 13,82% (p < 0,008), LF - 20,07% (p < 0,002), ИН - 14,59% (p < 0,007) (см. рисунок). Интенсивное увеличение вклада контролируемого фактора в общую дисперсию у испытуемых II группы регистрировалось в течение последующих 6 сеансов ЭМИ КВЧ, при этом на 6-е сутки исследования значения п2 составляли для AMo 26,83% (p < 0,00005), RMSSD 25,54% (p < 0,0002), HF 24,94% (p < 0,0002), LF 35,06% (p < 0,00001), ИН 40,73% (p < 0,00001). Дальнейшее увеличение контролируемого фактора для всех показателей ВСР было менее интенсивным, и к 10-м суткам исследования значения п2 составляли для AMo 31,13%, RMSSD 27,38%, HF 30,03%, LF 37,49%, ИН 48,06% (p < 0,00001). Полученные изменения свидетельствуют о зависимости величины контролируемого фактора от количества повторений сеансов КВЧ- терапии. Однако следует отметить, что данная зависимость у испытуемых II группы не является прямолинейной, так как после 6 сеансов КВЧ-терапии интенсивность увеличения контролируемого фактора существенно снижается, при этом можно говорить о выходе значения п2 для рассматриваемых показателей ВСР на плато. У испытуемых III группы достоверное увеличение контролируемого фактора для показателей ВСР также наблюдалось начиная с 3-4-х суток исследования, при этом значения п2 к этому времени составляли для AMo 21,8% (p < 0,02), RMSSD 19,69% (p < 0,008), HF 24,11% (p < 0,008), LF 32,51% (p < 0,002), Si 32,79% (p < 0,002). Показатель Значения дисперсии Число сеансов воздействия 1 2 4 6 8 10 HF SS-effect 30010813 28923456 27590728 20564829 21377944 19994588 SS-error 5712668 5963242 9499355 7762291 30243650 30187242 F 136,5879 126,1075 75,5166 68,8824 18,37829 17,22116 p 0,001 0,001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0002 LF SS-effect 14735330 10943004 8284519 7593809 8604089 7015181 SS-error 7627550 11096344 10655298 8014939 12371674 11206304 F 50,2283 25,6407 20,2151 24,6339 18,0821 16,2761 p 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0003 AMo SS-effect 7432,53 5504,31 4009,12 2666,55 1822,75 664,27 SS-error 2467,63 3206,62 3185,16 2200,74 2157,52 2221,90 F 78,312 44,630 32,7259 31,503 21,966 7,7730 p 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,002 RMSSD SS-effect 22128,86 19811,8 13003,5 11596,2 11154,6 7905,8 SS-error 6285,46 7715,1 7945,2 7415,9 9764,6 13743,0 F 91,5367 66,7663 42,5531 40,6561 29,7013 14,9568 p 0,001 0,0001 0,0001 0,00001 0,0001 0,0007 ИН SS-effect 379796 206595,7 139794,0 109866,3 78066,1 43578,1 SS-error 117080 93569,1 64463,0 60587,2 60596,0 51872,8 F 84,3417 57,4067 56,3834 47,1473 33,4959 21,8425 p 0,001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,00001 Таблица 2 Значения дисперсионного анализа для показателей ВСР у испытуемых в разные сроки исследования под воздействием ЭМИ КВЧ Примечание. SS-effect - межгрупповая сумма квадратов отклонений отражает различия между группами; SS-error - внутригрупповая сумма квадратов отклонений, отражает различия внутри групп; F - значения критерия Фишера; p - уровень статистической значимости. Дальнейшие изменения заключались в последовательном увеличении доли контролируемого фактора на протяжении всего курса КВЧ-воздействия, значения которого на 10-е сутки составляли для AMo 67,87% (p < 0,0008), RMSSD 55,39% (p < 0,0002), HF 47,41% (p < 0,0008), LF 54,02% (p < 0,0002), ИН 58,47% (p < 0,0007). Таким образом, у испытуемых данной группы изменение вклада ЭМИ КВЧ в общую дисперсию, а следовательно, и силы его влияния на показатели ВСР протекало в той же направленности, что и во II группе, однако интенсивность влияний не снижалась на протяжении всего курса КВЧ-воздействия, вследствие чего значения п2 достигали более высоких уровней. При дисперсионном анализе также выявлены значительные изменения межгрупповых различий в значениях рассматриваемых показателей ВСР. Наиболее интенсивные изменения межгрупповой дисперсии (SS-effect) были зарегистрированы для показателей AMo и ИН, которые за 10 сеансов КВЧ-воздейстия снизились на 91% (p < 0,002) и 88% (p < 0,00001) соответственно (табл. 2). Изменение межгрупповой дисперсии для показателей статистического и спектрального анализа было менее выражено, при этом значения SS-effec для RMSSD, HF и LF на 10-е сутки исследования увеличились на 64% (p < 0,0007), 33% (p < 0,0002) и 52% (p < 0,0003) соответственно по отношению к значениям, полученным в 1-е сутки исследования. Таким образом, проведение дисперсионного анализа позволило выявить значительный вклад ЭМИ КВЧ в изменение значений рассматриваемых показателей ВСР. Следует отметить, что интенсивность воздействия ЭМИ КВЧ на значения показателей ВСР зависела как от исходного состояния испытуемых, так и от количества сеансов КВЧ- воздействия. При этом у испытуемых I группы с наиболее оптимальными значениями показателей ВСР не было зарегистрировано статистически значимых изменений контролируемого фактора в общей дисперсии за все время исследования. В то же время у испытуемых III группы, имеющих значительное напряжение регуляторных систем и отклонение значений исследуемых показателей от нормы, было зарегистрировано наиболее интенсивное увеличение вклада контролируемого фактора в изменение показателей ВСР на протяжении всего курса исследования. Во II группе испытуемых значения показателей ВСР занимали промежуточное положение, а увеличение вклада контролируемого фактора было менее интенсивно, чем у испытуемых III группы, и после 6-8 сеансов КВЧ-воздействия выходило на плато (см. рисунок). Вместе с тем под действием ЭМИ КВЧ наблюдалось уменьшение дисперсии в значениях ВСР между разными группами испытуемых. Такие изменения происходят в результате избирательного воздействия ЭМИ КВЧ, определяемого степенью отклонения значений ВСР от оптимальных, что, по-видимому, объясняется законом «начальных значений» Вильдера-Лейтеса, основной смысл которого состоит в «стягивании исходно различных значений показателя к единому уровню. Этап реакции, состоящий в уменьшении дисперсии признака, формируется чаще в зоне средних значений физиологической нормы» [15]. Кроме того, было установлено, что воздействие ЭМИ КВЧ на ВСР оказывает корригирующее действие в первую очередь за счет снижения централизации регуляторных механизмов, о чем свидетельствуют наиболее интенсивные изменения межгрупповой дисперсии для показателей ИН и AMo. Оригинальные статьи Таким образом, степень влияния ЭМИ КВЧ на изменения ВСР зависит от количества проведенных сеансов и исходного уровня функционального состояния испытуемых. Выводы 1. Курсовое воздействие ЭМИ приводит к качественным и количественным КВЧ изменениям дисперсии показателей ВСР. 2. Увеличение доли контролируемого фактора в общей дисперсии показателей ВСР зависит от изначального функционального состояния испытуемых. Наиболее интенсивные изменения регистрировали в III группе со значительными отклонениями вариабельности сердечного ритма от нормы; у испытуемых I группы с оптимальными значениями ВСР изменений контролируемого фактора не зарегистрировано. 3. Увеличение доли контролируемого фактора в общей дисперсиии показателей ВСР зависит от количества проведенных сеансов электромагнитного излучения, при этом максимальные значения п2 регистрируются после 10 сеансов. 4. Курсовое ЭМИ КВЧ приводит к уменьшению меж- групповой дисперсии показателей ВСР у испытуемых разных групп. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Финансирование. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, в рамках научного проекта А № 15-04-06054 «Феноменология и механизмы действия слабых электромагнитных факторов: ослабленного электромагнитного поля Земли и низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высокой частоты». Исследование проведено по научно-исследовательской работе № 3873 «Обоснование применения оздоровительно-превентивных технологий на основе действия низкоинтенсивных факторов различной природы», выполняемой в рамках базовой части государственного задания в сфере научной деятельности № 2015/701.