EFECTELE BIOLOGICE ALE UNDELOR MILIMETRICE

Disciplina: Psihologie experimentală; Epidemiologie

STAREA ACTUALĂ ŞI IMPLICAŢIILE CERCETĂRII ASUPRA EFECTELOR BIOLOGICE ALE UNDELOR MILIMETRICE: O REVIZUIRE A LITERATURII DE SPECIALITATE

Andrei G. Pakhomov, Yahya Akyel, Olga N. Pakhomova, Bruce E. Stuck, and Michael R. Murphy
McKesson BioServices (A.G.P., Y.A., O.N.P.), U. S. Army Medical Research Detachment of the Walter Reed Army Institute of Research (B.E.S.), and Directed Energy Bioeffects Division, Human Effectiveness Directorate, Air Force Research Laboratory (M.R.M.), Brooks Air Force Base, San Antonio, TX
Department of Physiology, University of Texas Health Science Center at San Antonio, San Antonio, Texas, USA
Address for correspondence: Andrei G. PakhomovUSA-MCMR, McKesson BioServices,8308 Hawks Road, Building 1168,Brooks Air Force Base, San Antonio, TX 78235-5324PHONE (210)536-5599FAX (210)536-5382E-MAIL andrei.pakhomov@aloer.brooks.af.mil; pakhomov@swbell.net

Titlu: "BIOEFECTE ALE UNDELOR MILIMETRICE"

În perioada actuală, cercetarea asupra efectelor biologice şi medicale ale undelor milimetrice s-au dezvoltat foarte mult. În materialul ce vi-l prezentăm încercăm să surprindem tendinţele generale din acest camp de cercetare şi să trecem în revistă cele mai importante publicaţii, trecând de la sisteme de celule libere, dozimetrie şi spectroscopie, prin culturi de celule şi organe izolate de animale şi oameni. Studiile avute în vedere demonstrează efectele undelor milimetrice cu frecvenţă redusă (maxim 10mW/cm2) asupra dezvoltării şi proliferării celulelor, asupra activităţii enzimelor, stării aparatului genetic al cellei, asupra funcţionării membranelor excitabile, a receptorilor periferici cât şi asupra altor sisteme biologice. În cazul animalelor şi oamenilor, expunerea locală la unde milimetrice a stimulat repararea şi regenerarea ţesuturilor, a îmbunătăţit reacţiile în caz de stres şi a facilitate recuperarea unei plaje largi de problematici de boli (terapia cu unde milimetrice). Multe din efectele generate de undele milimetrice nu au putut fi interpretate prin explicarea modificărilor de temperatură ce au apărut în timpul iradierii. În cele ce urmează evidenţiem unele probleme şi incertitudini din aria de cercetare a undelor milimetrice, identificarea de sarcini pentru studii ulterioare şi discutăm posibile implicaţii pentru dezvoltarea criteriilor de securitate la expunere.
Cuvinte cheie: câmpuri electromagnetice, bioefecte, banda de unde milimetrice

Conceptul de «unde milimetrice» (γmm) se referă la oscilaţiile electromagnetice de frecvenţă extrem de ridicată (30-300 GHz). Oscilaţiile coerente de acest gen sunt virtual absente în mediul natural electromagnetic, fapt ce poate avea consecinţe importante.
Mai întâi, trebuie să spunem că organismele vii nu se pot adapta la unde milimetrice în timpul evoluţiei pe Pământ. Apoi, trebuie să amintim că unele trăsături specifice ale radiaţiei undelor milimetrice cât şi absenţa „zgomotului” extern poate facilita existenţa acestei benzi pentru comuinicaţii în şi între celulele vii (Golant, 1989; Betzky, 1992). Aceste argumente deşi nedemonstrate suficient sunt apelate frecvent în explicarea sensibilităţii ridicate la undele milimetrice a subiecţilor bilogici. Este deja ştiut că undele milimetrice produc o varietate de bioefecte, multe fiind total neaşteptate de la o radiaţie ce peneterează mai puţin de 1 mm în ţesutul biologic. S-au structurat astfel un număr de modele teoretice pentru a explica trăsăturile şi mecanismele primare ale activităţii în plan biologic a undelor milimetrice (Fröhlich 1980, 1988 (ed); Golant, 1989; Grundler and Kaiser, 1992; Belyaev et al., 1993a; Kaiser, 1995).
În perioada actuală ţările fostei URSS manifestă un interes sporit în efectele biologice şi medicale generate de câmpul electromagnetic. Diferenţa dintre activitatea de cercetare a ţărilor FSU şi non-FSU se poate vedea din volumul rezultatelor publicate. De exemplu, EMF Data Base v.30 (1997) înregistra un total de 463 publicaţii FSU pe problematica legată de unde milimetrice şi doar de 261 pentru restul lumii. Deşi aceste date nu ar trebui luate în consideraţie ca fiind exacte (deoarece Database include majoritatea dar nu cele mai relevante citări), situaţia în general este exact înfăţişată şi este explicită dintr-o perspectivă istorică. Producţia de publicaţii a ţărilor non-FSU a atins vârful de 52 de lucrări (inclusiv rezumate ale întâlnirilor) în 1983-1984, care a fost de 3,3% din totalul publicaţiilor din ţările non-FSU în domeniul bioelectromagnetismului. După aceasta, panta a scăzut până la 7 lucrări (0,5%) în 1989-1990. Spre deosebire de aceasta, cercetarea în unde milimetrice în spaţiul FSU a explodat.
Pe lângă numărul de studii se poate vorbi şi de diferenţe calitative importante. Cercetările din Vest (non-FSU) au avut la bază preocupări pentru siguranţa publică. În studiile FSU securitatea ocupă un relativ mic procent, în timp ce majoritatea studiilor sunt legate de aplicaţiile medicale ale undelor milimetrice. S-a afimat că peste 50 de boli şi stări ar fi fost vindecate cu succes doar prin aportul undleor milimetrice sau în combinaţie cu alte mijloace. Lebedeva şi Betskii (1995) au declarat peste 1.000 de centre terapeutice prin unde milimetrice în spaţiul FSU şi peste 3 milioane de persoane ar fi beneficiat de tratament cu această terapie. Fără îndoială, utilizarea medicală extensivă a undelor milimetrice au stimulat cercetarea fundamentală.
În zilele noastre, tehnologiile undelor milimetrice şi-au accentuat implicarea în aplicaţiile practcice (ex: comunicaţii fără fir, sisteme radar de trafic şi militare), ajutând astfel la disponibilitatea datelor privind bioefectele pentru evaluarea pericolelor asupra sănătăţii şi stârnirea interesului pentru continuarea cercetării şi în Vest.
Din nou, numărul de publicaţii pe această problematică a crescut apărând astfel o sesiune a undelor milimetrice (1996) iar în 1997 a avut loc o întâlnire a societăţii de bioelectromagnetică cât şi primul atelier de unde milimetrice şi laser în infraroşu (1997). Din păcate, cerectările FSU nu sunt disponibile în Vest. Materialul din care s-a extras această secţiune intenţionează să depăşească acest prag privind cercetările recente în domeniul undelor milimetrice, începând de la molecule şi celule până la terapia cu unde milimetrice. Au fost analizate peste 300 de publicaţii autentice din FSU şi peste 30 de lucrări din spaţiul non-FSU, fiind selectate cele ce au fost considerate interesante şi credibile. Astfel, această revizuire s-a focalizat pe cercetările experimentale şi clinice raportate în ultima decadă. De aceea, s-au inclus doar câteva citări esenţiale din primele publicaţii şi care nu acoperă problematici precum modelări teoretice ale posibilelor mecanisme d einteracţiune. Cei interesaţi ar trebui să consulte şi alte recenzii (Fröchlich, 1980; 1988 (ed.); Gandhi, 1983; Grundler, 1983; Postow and Swicord, 1986; Belyaev, 1992).
Discuţii
În această scurtă analiză, am văzut că cercetările recente în zona de interes a undelor milimetrice acoperă o varietate de subiecte. Efectele profunde ale undelor milimetrice au fost identificate atât la nivel biologic, în sistemele celulelor libere prin celule, organe şi ţesuturi până la organisme animale şi fiinţe umane. În timp ce încercăm să evităm o discuţie generală asupra relaţiei mecanismelor termice vs non-termice, trebuie, fără îndoială, să observăm că multe din efectele raportate sunt cu totul diferite faţă de cele ce cauzează încălzirea iar doza şi frecvenţa depind adesea de mecanisme non-termice. Indiferent de mecanismele primare, posibilitatea apariţiei unor bioefecte relevante a unei iradieri pe termen scurt cu unde milimetrice, la intensităţi reduse şi aflate sub standardele de securitate actuale ne îndeamnă la studii ulterioare.
O problemă majoră legată de publicaţiile FSU în zona undelor milimetrice o reprezintă fidelitatea. Un mare număr de studii citate aici au fost desfăşurate la un nivel ştiinţific ridicat. Alte studii şi probabil că sunt majoritatea celor citate, au fost viciate dar printr-o atentă analiză încă mai pot fi considerate purtătoare de informaţii.
Una din problemele larg răspândite în studiile clinice este aceea că terapia prin unde milimetrice este asemuită cu terapia medicamentoasă fără a se recurge la un grup de control. Terapia prin unde milimetrice a fost adesea declarată ca fiind cu mult mai eficientă decât medicaţia care poate avea efect placebo. Dar dacă a existat şi un astfel de caz atunci se poate concluziona că placebo a fost mult mai eficient decât terapia modernă medicamentoasă. Pentru anumiţi pacienţi şi pentru anumite tulburări această variantă ar putea fi adevărată.
O altă sursă de scepticism ce planează asupra descoperirilor oamenilor de ştiinţă din FSU este aceea că ele nu au fost reproduse în Vest. Reproducerea sau refacerea experimentelor şi în alt laborator este necesară dar este greu de anticipat fără abordări adecvate. Din cele ce cunoaştem doar trei laboratoare din SUA, având mai puţin de 10 oameni de ştiinţă sunt la curent cu toate cercetările asupra bioefectelor undelor milimetrice ceea ce nu este suficient pentru a explica voluml şi diversitatea cercetărilor din FSU, pe lângă aceasta, multe studii citate sunt de dată relativ recentă aşa încât refacerea experimentală este aşteptată.
În ciuda diversităţii cercetării undelor milimetrice şi a diferenţelor din studiile subiecţilor şi a reperelor urmărite, apar unele particularităţi ca fiind comune diferitelor situaţii şi a efectelor undelor milimetrice. Analiza acestor aspecte particulare se poate dovedi importantă pentru replicarea studiilor.
Indivizii sau grupurile de populaţii, ce au fost privite de obicei ca uniforme pot reacţiona la acţiunea undelor milimetrice în diferite moduri sau pot reacţiona chiar diferit. Nu doar reacţiile la unde milimetrice dar şi reacţiile la imobilizare la stres diferă la indivizii cu nivele de activitate scăzută, medie şi ridicată. Sondând datele cât şi neglijând diferenţele intrinseci ce există la nivel de populaţie, vor exista inevitabil efecte mascate ale undelor milimetrice.
Se conturează ideea că există factori necunoscuţi şi necontrolaţi ce determină sensibilitatea la undele milimetrice ale unui specimen sau a unei populaţii. Iradierea poate accentua rezistenţa la antibiotice într-un experiment şi într-altul poate scade. Se poate înregistra o creştere a ritmului bătăilor unei inimi ce a fost izolată şi în alt caz poate scade (Bulgakova et al., 1996; Chernyakov et al., 1989). De obicei, terapia cu unde milimetrice scade presiunea sanguină dar uneori poate creşte foarte mult (Kuz'menko, 1989). Atât timp cât aceste modificări depăşesc nivelul de „zgomot” şi nu au fost produse printr-o expunere atunci pot fi privite ca efecte a undelor milimetrice. Analizând toate datele, indiferent de direcţia modificărilor, efectele undelor milimetrice se pot marca cu uşurinţă.
Chiar şi cele mai robuste efecte ale undelor milimetrice pot fi reproduse pentru o anumită perioadă de timp după care dispar. Unii specialişti sugerează că sensibilitatea la unde milimetrice depinde într-o oarecare măsură de gradul de metabolism.
Efectele undelor milimetrice pot fi dezvăluite doar la subiecţii ce au deja o deviaţie de la starea de anormalitate. Undele milimetrice generează la animalele intacte reacţii slabe sau chiar acestea lipsesc. Totuşi, înregistrează îmbunătăţiri semnificative asupra efectelor imobilizării radiaţiei ionizante etc. Mai multe studii clinice afirmă că terapia cu unde milimetrice este eficientă doar dacă este prezentă un tip de patologie în timp ce la organismul sănătos undele milimetrice nu produc nici o reacţie. Această teză nu a fost totuşi dovedită cu exactitate.
Accentuarea sensibilităţii sau chiar a hipersensibilităţii la indivizi prin aplicarea de unde milimetrice este un fapt real. În funcţie de caracteristicile expunerii, în special lungimea de undă, intensitatea redusă a radiaţiei undelor milimetrice, aceasta a fost percepută cam de 30-80% din examinaţii sănătoşi (Lebedeva, 1993, 1995). Unele studii clinice au înregistrat hipersensibilitatea la undele milimetrice care a fost sau nu limitată la o anumită lungime de undă (Golovacheva, 1995). Într-un studiu realizat de Afanas'eva şi Golovacheva [1997] reacţiile adverse la unde milimetrice au apărut doar la femei (100%) doar cu un curs labil de angină pectorală (100%) iar majoritatea se aflau în menopauză (66,7%). Autorii sugerează că această categorie de indivizi prezintă o sensibilitate specifică la unde milimetrice.
Este important să notăm că, în ciuda varietăţii de bioefecte raportate, nici un studiu nu a adus dovezi că o radiaţie de unde milimetrice de joasă intensitate ar prezenta un pericol la sănătatea fiinţei umane. De fapt, nici unul din studiile citate despre undele milimetrice de joasă intensitate au urmat o evaluare a riscurilor asupra sănătăţii deşi în viziunea numeroaselor bioefecte şi a utilizării crescute de tehnologii a undelor milimetrice aceste obiective de cercetare apar ca fiind chiar rezonabile. Efecte ale undelor milimetrice precum alterarea ritmului de dezvoltare a celulelor şi sensibilitatea la lumină UV, modificările de rezistivitate biochimică şi la antibiotice a bacteriilor ca factor de patogenicitate cât şi multe altele, au o semnificaţie potenţială pentru standardele de securitate. În multe cazuri terapia cu unde milimetrice implică intensităţi de câmp comparabile sau mai scăzute decât cele permise de către standardele de securitate actuale. Mai mult, chiar expunerile localecât şi cele pe termen scurt produc efecte marcante. S-a realizat de asemenea că efectele biologice în cazul unei expuneri prelungite sau cronice cu unde milimetrice a întregului organism constituie o problemă ce nu a fost vreodată investigată. Limitele de securitate pentru aceste tipuri de expuneri se bazează doar pe predicţii asupra acumulării energiei şi pe încălzirea generată de undele milimetrice dar prin prisma studiilor recente această abordare nu este neapărat cea mai adecvată.
Semnificaţia efectelor undelor milimetrice asupra sănătăţii omului, luând în consideraţie limitele de securitate cât şi aplicaţiile clinice posbile nu trebuie nici sub- şi nici supraestimate. Fără îndoială, rămâne o zonă cu un potenţial important pentru explorări ulterioare.

Traducere cu permisiunea editorului:
Drd. Eusebiu TIHAN


Rights to this material are controlled by:

Bradley Johnson John Wiley & Sons, Inc. 1
11 River Street Hoboken NJ 07030 USA
Tel: +1 201 748 6786
Fax: +1 201 748 6008
Email: bjohns@wiley.com