Wpływ pola elektrycznego i magnetycznego na człowieka

Wstęp
Pole elektryczne i magnetyczne towarzyszyły człowiekowi od zawsze. Wyładowania atmosferyczne, czy Ziemia, którą można porównać do ujemnie naładowanej kuli, będącej jednocześnie wielkim magnesem z biegunami nie pokrywającymi się z biegunami geograficznymi są naturalnymi źródłami tych pól. Możemy wywnioskować, że pole pochodzące od źródła naturalnego nie ma znacznego wpływu na funkcjonowanie naszego organizmu.

Jednak wraz z postępem cywilizacji, a co za tym idzie postępem techniki powstały nowe – sztuczne źródła pola magnetycznego i elektrycznego. Są to przede wszystkim urządzenia RTV. Oddziaływanie tych pól jest trudne do ustalenia gdyż nie posiadamy odpowiednich do tego receptorów. Wyjątkiem jest promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali 0,4 – 0,75 µm, które odpowiada promieniowaniu widzialnemu, oraz promieniowanie cieplne.

Na podstawie obserwacji, badań, czy związków przyczynowo – skutkowych możemy stwierdzić, że istnieje wpływ sztucznych pól na nasz organizm. W dalszej części przedstawię charakterystykę oraz skutki działania pola elektrycznego i magnetycznego na człowieka.


Pole elektryczne
Pole elektryczne jest to pole wywołane przez ładunki elektryczne i charakteryzuje się tym, że na nieruchome ciała naładowane lub cząstki elementarne umieszczone w nim działa siła. N Naturalne pole elektryczne występuje, w warunkach dobrej pogody, pomiędzy jonosferą (warstwą atmosfery na wysokości 60 do 80 km zawierającą zjonizowane powietrze), a ziemią i ma natężenie od 100 do 500 V/m (woltów na metr). Jest to również pole o wartości jednobiegunowej (o częstotliwości zero) z nieregularnymi drganiami wokół wartości średniej. Pole to nie wnika do ciała człowieka, natomiast człowiek swym ciałem zakłóca je, powodując, że np. na czubku głowy natężenie tego pola może być znacznie wyższe. W Wśród sztucznych źródeł pola elektrycznego są m.in. radio, telefon, komputer, telewizor itp. Także my sami wytwarzamy pole elektryczne. Na przykładzie błon komórkowych przedstawię zjawiska elektryczne związane z wytwarzaniem pola elektrycznego w naszych organizmach.
W warunkach spoczynku żywa komórka jest elektrycznie nieczynna. Stan ten związany jest z równowagą ładunków elektrycznych tworzących dipole. Ujemny ładunek wnętrza komórki zrównoważony jest w tym stanie ładunkiem dodatnim znajdującym się po zewnętrznej stronie błony komórkowej. Jest to stan polaryzacji komórki.

Między ujemnym wnętrzem komórki, a dodatnią zewnętrzna powierzchnią komórki różnica potencjałów wynosi ok. – 90 mV (-0,09 wolta). Wynika ona z różnicy stężeń jonów (głownie potasu, sodu, chloru) po obu stronach błony komórkowej i utrzymuje się do chwili pobudzenia lub uszkodzenia komórki. W chwili dojścia do komórki impulsu błona traci właściwości izolacyjne i staje się przepuszczalna. Dochodzi do wymiany jonów, czyli powstania prądów jonowych (szybki dokomórkowy prąd sodowy i wolny dośrodkowy prąd wapniowy). Następuje odwrócenie stanu polaryzacji – depolaryzacja. Depolaryzację komórki mogą zapoczątkować dwa procesy - pobudzenie prądem elektrycznym, albo fala pobudzeniowa płynąca z sąsiednich komórek. W wyniku repolaryzacji zostaje przywrócone początkowe rozmieszczenie ładunków



Wnioski
 Komórka tylko w fazie depolaryzacji lub repolaryzacji generuje mierzalny potencjał. Komórka spolaryzowana (stan spoczynku) lub zdepolaryzowana nie wytwarza pola elektrycznego w swoim otoczeniu.
 To, co jesteśmy w stanie mierzyć na zewnątrz komórki związane jest z fazą jej depolaryzacji i repolaryzacji
 Komórka generuje potencjały w swoim otoczeniu tylko w fazie depolaryzacji lub repolaryzacji . Komórka spolaryzowana (stan spoczynku) lub zdepolaryzowana nie wytwarza pola w swoim otoczeniu.
 Pole generowane przez komórkę ma charakter pola dipola


W jaki sposób intensywne pole elektryczne działa na człowieka?
Charles Graham, który przeszedł test wrażliwości na pole elektryczne w Midwest Research Institute w Kansas City, Missouri powiedział, że: „Przebywanie w zasięgu intensywnego pola elektrycznego jest fantastycznym doświadczeniem. Nic nie widzisz ani nie słyszysz, ale nagle włosy na twoim karku stają dęba. Gdy pole wzrasta, to odczucie rozprzestrzenia się po całym ciele. Odczuwasz pulsowanie - to jest odczucie mrowienia, pełzania, jakby pluskwy łaziły po skórze”
Stałe pole elektryczne może oddziaływać na człowieka poprzez wstrząsy elektryczne o różnej sile wynikłe z rozładowania nagromadzonego ładunku lub przez wyładowania zapłonowe w obecności substancji łatwopalnych oraz wywierać działania ogólnoustrojowe tzn. zaburzenia rytmów biologicznych, zakłócenia czynności bioelektrycznej mózgu i serca, odczuwanie "mrowienia" w różnych okolicach skóry, bóle głowy, drażliwość oraz zwiększona zachorowalność na choroby układu nerwowego.
Z przeprowadzonych badań wynika, że ważną własnością oddziaływania pola elektrycznego na ciała materialne jest zasada, że skutek działania tego pola jest niwelowany przez nowe ułożenia ładunków i dipoli wewnątrz ciała. A więc, jeśli pole zewnętrznych ładunków oddziałuje na przewodnik, to wywołany przez nie ruch ładunków wewnętrznych będzie trwał dopóty, dopóki wypadkowe pole wewnątrz przewodnika nie osiągnie wartości równej zeru. Tę własność przewodników nazywa się ekranowaniem pola elektrycznego.



Pole magnetyczne
Pole magnetyczne jest to pole wywołane przez poruszające się ładunki elektryczne i charakteryzuje się tym, że na poruszające się w nim naładowane ciała lub cząstki elementarne działa siła. Z Z polem tym, podobnie jak z polem elektrycznym mamy praktycznie cały czas do czynienia. Jednym z podstawowych źródeł pola magnetycznego jest Ziemia, która wytwarza pole o natężeniu od 0,1 mT do 1 mT. Człowiek jest do niego przystosowany. Istniej nawet hipoteza, że pozbawienie organizmu obecności tego pola może być przyczyną zachorowań., Takie warunki mogą wystąpić we wnętrzu metalowego kadłuba statku, jeśli marynarz przebywa w nim wiele miesięcy. Także w ubraniach i skafandrach astronautów amerykańskich zaszywa się magnesy w celu zapewnienia stymulacji polem magnetycznym. Należy zaznaczyć, że pole magnetyczne przenika przez ciało człowieka i aby chronić się przed nim należałoby budować skomplikowane i drogie ekrany z materiałów ferromagnetycznych (np. żelazo). Jest to praktycznie niewykonalne. Pole magnetyczne pochodzi od wielu urządzeń domowych, takich jak pralka, lodówka, komputer, elektryczny pociąg, linie wysokiego napięcia, kable. Dlatego nie jesteśmy w stanie się od niego uchronić.

W jaki sposób pole magnetyczne działa na organizm?
 Stałe pole magnetyczne - słabe pola o indukcji rzędu 0,5 mT stwarzają niebezpieczeństwo generacji w implantach znacznych sił translacyjnych i skręcających. Pola silniejsze mogą zaburzać pracę rozruszników serca.
 Pulsujące pole magnetyczne pobudza ruchy ładunków elektrycznych, a więc także jonów w organizmie. Efekty działania pulsującego pola magnetycznego to, zatem aktywizacja procesów biochemicznych, a więc lepszy metabolizm na poziomie komórek, tkanek i narządów. Ponieważ działanie pola zaczyna się na poziomie molekularnym dotyka pierwotnych przyczyn wszelkich niesprawności i chorób.
 Wielka zaleta pola magnetycznego to jego przenikalność - przechodzi przez cały organizm wpływając na wszystkie rodzaje tkanek
 Powoduje wzbudzanie atomów i cząsteczek, a także duże zmiany na poziomie atomowym. Zwiększa aktywność cząsteczek i przyspiesza metabolizm komórek. Poza tym rozszerza naczynia krwionośne, zmniejsza krzepliwość krwi oraz zdolność płytek krwi do zlepiania się i zwiększa wychwytywanie tlenu.
 Zmienne pole magnetyczne przyspiesza gojenie się tkanki kostnej i jest szczególnie przydatne w tzw. złamaniach rzekomych, a także wtedy, gdy kość nie zrasta się w normalnym terminie.
 Stałe pole magnetyczne wpływa bardzo korzystnie na gojenie się ran



Czy pole magnetyczne szkodzi?

W zależności od rodzaju pole magnetyczne może działać korzystnie – jest to pole o biegunie północnym - ujemne zwiększa dopływ tlenu, zasadowość tkanek, przyspiesza metabolizm oraz umożliwia relaksację. Przeciwne działanie wykazuje pole o biegunie południowym – dodatnie, czyli powoduje zakwaszanie komórek oraz zmniejsza wychwytanie tlenu, a także powoduje stres.

Według badań przeprowadzonych w Polsce i Stanach Zjednoczonych pole magnetyczne 50 Hz może wpływać na występowanie pewnych chorób, także nowotworów. Badania wykazały również, że ryzyko wystąpienia nowotworów krwi u dzieci mieszkających w sąsiedztwie linii wysokiego napięcia oraz transformatorów jest dwa razy większe niż u dzieci mieszkających z dala od tego typu urządzeń. Naukowcy zauważyli, że choroba ta może się ujawniać w dalszych pokoleniach.

Z kolei u dzieci, których ojcowie mieli zawody związane z elektryczności oraz jednocześnie pracowali z rozpuszczalnikami wykryto wzrost zachorowań na nowotwory mózgu. Również dzieci, których matki podczas ciąży używały poduszek elektrycznych 2,5 razy częściej zapadają na te nowotwory.

Badania wykazały również częstsze zapadanie na raka mózgu i piersi u osób, które pracują przy polu 50 Hz. Naukowcy zauważyli, że osoby które mieszkają w pobliżu lini wysokiego napięci są bardziej podatni na depresje oraz częściej popełniają samobójstwa.

Z drugiej jednak strony znajdujemy leczniczy wpływ pola magnetycznego na organizm. Obecnie pole to znalazło szerokie zastosowanie w medycynie konwencjonalnej jak i niekonwencjonalnej. Już od czasów antycznych uważano, że pola magnetyczne mają działanie lecznicze. Początki magnetoterapii sięgają czasów egipskich (wcześniej niż akupunktura). Kleopatra używała magnesów, aby przedłużyć swoją młodość. W Chinach ze skał wydobywano substancję magnetyczną zwaną kamieniem zdrowotnym. W Grecji wyrabiano z rudy magnesy, które określano kamieniem życia. Następne wzmianki na ten temat pojawiły się w czasach średniowiecza i odrodzenia. Paracelsus bardzo często używał magnesów do leczenia niektórych schorzeń. Przypisywał tym magnesom dobroczynny wpływ na psychikę i twierdził, że łagodzą trudności z zasypianiem. Mesmer wykorzystywał pole magnetyczne do różnych terapii. Przedstawię teraz kilka przykładów pozytywnego wykorzystania pola magnetycznego.

Zmienne pola magnetyczne znalazły zastosowanie w terapii, w specjalizacji medycyny fizykalnej. Istnieją dwa działy medyczne wykorzystujące to pole: magnetoterapia oraz magnetostymulacja rozróżniamy je na podstawie parametrów fizycznych wykorzystywanych pól.
 Magnetoterapia wykorzystuje pole magnetyczne o częstotliwości mniejszej od 100 Hz i indukcję magnetyczną rzędu 0,1 mT, do 20 mT, indukcje te są o 2-3 rzędy większe od indukcji magnetycznej pola ziemskiego, która wynosi 30 do 70mT. Kształty pól stosowanych w magnetoterapii są sinusoidalne, trójkątne oraz prostokątne
 Magnetostymulacja wykorzystuje pole magnetyczne o częstotliwości od 2000 do 3000 Hz. Wartości indukcji magnetycznej wynoszą od 1 pT do 100 mT
Magnetoterapia jak i magnetostymulacja ma działanie:
▪ Przyspiesza proces utylizacji tlenu, a
▪ Powoduje wzrost procesów oddychania tkankowego.
▪ Naczyniorozszerzające i naczyniotwórcze
▪ Nasila proces regeneracji tkanek miękkich
▪ Przyspieszenie procesu tworzenia zrostu kostnego w stawach rzekomych.
▪ Przeciwzapalne
▪ Przeciwobrzękowe
▪ Przeciwbólowe
Stosowanie zmiennych pól magnetycznych może posłużyć do zmiany używania dotychczasowych środków przeciwbólowych takich jak paracetamol, ibuprofen, czy aspiryna, których używają osoby przewlekle chore. Zastosowanie pól magnetycznych spowoduje oczyszczenie organizmu z toksyn jak i pewną regenerację tkanek zniszczonych ciągłym stosowaniem medykamentów. Również stosuje się te pola do regeneracji tkanek uszkodzonych wskutek urazów mechanicznych, termicznych itp. Spowodowało to wykorzystanie działania tych pól w ortopedii, medycynie sportowej. Lp Dzięki rozwojowi technologii obecnie pola te można stosować niemalże punktowo, a nie jak kiedyś ciało pacjenta podlegało całkowitemu działaniu. Zastosowanie:
 stany pourazowe - złamania, zwichnięcia stawów, naderwania ścięgien, więzadeł, torebki stawowej, krwiaki
 stawy rzekome, zwłaszcza kości piszczelowej, choroba zwyrodnieniowa stawów, osteoporoza
 Schorzenia skóry: oparzenia, owrzodzenia podudzi, odleżyny, zmiany troficzne, zwłaszcza podudzi
 Schorzenia neurologiczne: migrena, stany po udarach mózgowych, naczynioruchowe bóle głowy
Efekty uboczne występujące podczas stosowanie zmiennych pól magnetycznych
• uczucie ciepła,
• możliwość wystąpienia zaburzeń snu, zwłaszcza u osób starszych,
• możliwość wystąpienia rozdrażnienia,
• możliwość wystąpienia zaburzeń koncentracji.
.



Pole magnetyczne znalazło również zastosowanie w akupunkturze. Jest to stałe pole, w postaci magnesów, które przykleja się na punkty akupunkturowe. Oprócz pola magnetycznego pobudzamy punkt akupunkturowy. W efekcie, czego możemy zmniejszyć ból u osób, które nie przywykły do nakłuwania igłami oraz zmniejszyć ilość zabiegów. W akupunkturze stosuje się dwa rodzaje magnesów punktowe i powierzchniowe. Magnesy punktowe mają zazwyczaj okrągły kształt, a pole magnetyczne oddziałuje tylko na punkt akupunkturowy. Natomiast magnes powierzchniowy obejmuje o wiele większą powierzchnię i stymuluje nie tylko ten punkt, ale także i inne obszary.

Jak widać z powyższych informacji pole magnetyczne ma różnoraki wpływ na nasze zdrowie. Dlatego powinniśmy zachowywać ostrożność, gdy chcemy z nich skorzystać. Jednocześnie powinniśmy uważać, aby nie narażać innych osób na niebezpieczeństwo wynikające z emitowania przez różne urządzenia tego pola. Poniżej znajduje się wykaz nowoczesnych metod wykorzystujących pole magnetyczne i elektryczne w leczeni chorób.



Czy rozmawiając przez telefon coś nam grozi?
W czasie, gdy codziennie przybywa milion nowych osób korzystających z telefonu komórkowego pytanie to nie wydaje się bezpodstawne. Już w latach 80-tych, gdy telefony zaczęły się rozprzestrzeniać zaczęto badania. Dowiedzo, że istnieje zły wpływ na osobę korzystającą z telefonu, ale tylko podczas rozmowy. Gdy rozmówca odkłada telefon wszystko wraca do normy. Kolejne badania w latach 90-tych, a był to pięcioletni program prowadzony przez WHO zaprzeczyły poprzednim wynikom. Jednak nie poprzestano na nich. Wciąż trwają spory, co do wpływu telefonii komórkowej na nasze zdrowie, i jak dotąd nie powiedziano ostatniego słowa.

Telefon komórkowy jest źródłem silnego pola elektromagnetycznego, pracują na częstotliwościach od 900Mhz do nawet 1800MHz. Podczas rozmowy fale elektromagnetyczne podobne do promieniowanie mikrofalowego powodują nagrzanie naszej głowy. Jednocześnie w mózgu zmienia się zawartość melatoniny – hormonu wydzielanego przez szyszynkę, odpowiedzialnego m.in. za sen i czuwanie, a także wzrasta przepuszczalność błon komórek nerwowych dla jonów wapnia. Po zakończeniu rozmowy efekty te ustępują. W wyniku badań przeprowadzonych w Wielkiej Brytanii udowodniono, że nadmierne przegrzanie tkanek powoduje wzrost wydzielania substancji rakotwórczych, które w normalnych warunkach wydzielają się znacznie wolniej. Również badania te wykazały, że przerzuty nowotworowe mają tendencję do nasilania się pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez telefony komórkowe.

Osoby posiadające rozrusznik serca powinny unikać przebywania w silnych polach elektromagnetycznych. Szczególnie niebezpieczne mogą się okazać telefony komórkowe, których sygnały mają składowe częstotliwościowe mogące stymulować wadliwą pracę serca. Rozrusznik wytrzymuje, co prawda duże natężenia (rzędu 200 V/m), lecz przewód łączący go z sercem ma kilkadziesiąt cm i działa jak antena odbiorcza, w której mogą indukować się przebiegi zakłócające pracę serca. Silne pole magnetyczne może doprowadzić do zmiany programu pracy rozrusznika. Telefony komórkowe mogą zakłócać pracę rozruszników, jeśli znajdują się w odległości mniejszej niż 20 cm. Komórek nie powinno się nosić na wysokości serca, a w czasie rozmowy przykładać je do ucha po przeciwnej stronie wszczepionego stymulatora. Silnych pól elektromagnetycznych powinny też unikać osoby z wszczepionymi metalowymi protezami np. kości, gdyż powstałe w metalu prądy wirowe mogą doprowadzić do lokalnego wzrostu temperatury tkanek i poparzeń.

Aby racjonalnie korzystać z telefon komórkowego należ pamiętać o kilku sprawach:
▪ Należy unikać prowadzenia rozmów przez telefon wewnątrz pomieszczeń lub w (rozmowa kierowcy przez telefon komórkowy w jadącym samochodzie może być przyczyną wypadku i jest zabroniona w niektórych krajach, w tym również w Polsce);
▪ Wnętrze samochodu zachowuje się jak wnęka rezonansowa i może powodować wzrost natężenia pola,
▪ Znane są przypadki odpalenia poduszki powietrznej, wadliwego działania systemu ABS na skutek pracy telefonu komórkowego czy ustania pracy układu zapłonowego w polu pochodzącym z pobliskiego nadajnika radiofonicznego
▪ Antena telefonu komórkowego powinna być maksymalnie wysunięta, gdyż ogranicza to pochłanianie energii przez głowę i zwiększa skuteczność promieniowania.
▪ Telefon należy przekładać, co pewien czas z jednej strony głowy na drugą.
▪ Nadajnik telefonu komórkowego emituje większą moc podczas mówienia niż podczas słuchania.
▪ Nie zaleca się noszenia telefonów na pasku przy ciele, gdyż może to spowodować po dłuższym czasie kłopoty z pracą organów wewnętrznych.
▪ Niektórzy zalecają, aby dzieci nie używały w ogóle telefonów komórkowych.
▪ Również należy pamiętać, że telefon może powodować zakłócenia w działaniu innych urządzeń, dlatego przebywając w szpitalu należy go wyłączać

Co to jest smog elektromagnetyczny?
Jest to mieszanina pól elektromagnetycznych, inaczej mówiąc jest to nakładanie się na siebie tych pól) o różnych częstotliwościach i mocach.
Środowisko, w którym żyjemy w ciągu ostatnich dziesięcioleci uległo szerokim zmianom. W związku, z czym wciąż wzrasta liczba generatorów smogu elektromagnetycznego. Każde pracujące urządzenie wytwarza elektryczne wytwarza pole, nawet, gdy się je wyłączy. Według naukowców szkodliwość smogu elektromagnetycznego dorównuje sumie wszystkich pozostałych czynników powodujących degradację środowiska i nas samych, a zatem toksyn, chemizacji naszego życia, hałasu i stresu. Twierdzą też oni, iż w ostatnim półwieczu to właśnie smog elektromagnetyczny odpowiada za większość tzw. chorób cywilizacyjnych, za wzrost liczby chorób nowotworowych czy też spadek wydolności immunologicznej. Jest to tym większe zagrożenie, że nie czujemy przenikających nas ciągle fal elektromagnetycznych, widzimy tylko ich późne efekty.
Komórki Centralnego Układu Nerwowego są bardzo wrażliwe na fale elektromagnetyczne, które np.: u dzieci mogą powodować wzrost agresywności oraz kłopoty z zapamiętywaniem.
Pole elektromagnetyczne może wywoływać:
• zaburzenia snu,
• bóle głowy,
• brak możliwości skupienia,
• pogorszenie wzroku,
• zmiana ciśnienia krwi,
• zmęczenie nieadekwatne do wysiłku (objaw często występujący u dzieci i młodzieży),
• zmiany obrazu krwi (zachwianie stosunku białych i czerwonych ciałek krwi),
• zmiany poziomu hormonów,
• rozregulowanie cyklu menstruacyjnego,
• możliwość częstszych poronień.
Podsumowanie

W związku z tym, iż nie jesteśmy w stanie ograniczyć działania na nasz organizm pola elektrycznego, magnetycznego, elektromagnetycznego powinniśmy w jakiś sposób starać się go unikać , jeśli natężenie jest zbyt wysokie. Dlatego ważne jest przestrzeganie kilku zasad:
 ograniczenie oglądanie telewizji, pracy przy komputerze, w odległości równej ośmiokrotnej przekątnej ekranu
 Monitory komputerowe i odbiorniki TV należy ustawiać w taki sposób, aby z tyłu obudowy nie znajdowali się ludzie (fotele, łóżka za ścianą z telewizorem, stanowiska pracy).
 Należy ograniczyć rozmowy z radiotelefonów i łączność służbową przez telefony komórkowe i radiotelefony należy ograniczyć do niezbędnego minimum, a jeżeli istnieje możliwość skorzystania z telefonu stacjonarnego
 Należy częściej korzystać z zestawu głośnomówiącgo w samochodzie
 Unikać przebywania w miejscu pracy urządzenia np. wychodzić, gdy jest włączona mikrofalówka
 Starać się nie korzystać z kilku urządzeń jednocześnie

Zawsze musimy pamiętać, że zdrowie mamy tylko jedno i to od nas zależy jak o nie będziemy dbać, bo nikt inny za nas tego nie zrobi.

Źródła:

Władysław Traczyk ,Fizjologia człowieka w zarysie, PZWL
Maria Bryszewska, Biofizyka dla biologów, PWN
Świat Nauki, październik 2003
Wykłady : Aleksander Sieroń, Grzegorz Cieślar
Działanie przeciwbólowe pól magnetycznych dr med. Marta Woldańska-Okońska
www.pzg.org.pl/pdf/komorka.pdf -
Nasza ziemia Nr 13, Marzec 2003
http://www.biofiz.am.wroc.pl
http://www.ciop.pl
Jerzy Wtorek Katedra Elektroniki Medycznej i Ekologicznej, Politechnika Gdańska
http://kbn.icm.edu.pl
http://www.resmedica.pl/
http://hdariusz.webpark.pl/
http://www.sggw.waw.pl
http://www.wshp.sandomierz.pl/
http://www.staff.amu.edu.pl
http://www.zs-mar.neska.pl