RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 10, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2003

 / 

Март

←  →

Обзоры актуальных проблем


Физические проблемы действия слабых магнитных полей на биологические системы

 а,  б
а Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, ул. Вавилова 38, Москва, 119991, Российская Федерация
б Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, ул. А.Н. Косыгина 4, Москва, 119991, Российская Федерация

Действие слабых магнитных полей на биосистемы представляет объект исследований магнитобиологии. Ее современное развитие сопровождается рядом объективных трудностей, связанных со значительным отставанием теории от эксперимента. Академический интерес к данной проблематике сдерживается отсутствием ясного физического объяснения экспериментальных данных. Развитие также сдерживается явным дисбалансом представленности в магнитобиологии физической и биологической науки: физика в магнитобиологии находится в зачаточном состоянии. На данный момент это противоречие является главной движущей силой развития теории магнитобиологии. В работе приводится краткий аналитический обзор физических аспектов исследований в магнитобиологии. Задача магнитобиологии состоит в исследовании биологических реакций и механизмов действия слабых магнитных полей. Магнитобиология является частью общей проблемы биологической эффективности слабых и сверхслабых физико-химических факторов. Действие таких факторов лежит ниже порога включения защитных биологических механизмов и поэтому способно накапливаться на субклеточном уровне. Дается подробное обсуждение «проблемы kT’. В качестве «кандидатов» на решение этой проблемы приводятся механизм интерференции квантовых состояний молекулы в идеализированной белковой полости и механизм интерференции молекулярного гироскопа.

Текст pdf (671 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.1070/PU2003v046n03ABEH001283
PACS: 82.39.−k, 87.10.+e, 87.50.Mn (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0173.200303b.0265
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2003/3/b/
000184112900002
Цитата: Бинги В Н, Савин А В "Физические проблемы действия слабых магнитных полей на биологические системы" УФН 173 265–300 (2003)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Binhi V N, Savin A V “Effects of weak magnetic fields on biological systems: physical aspects” Phys. Usp. 46 259–291 (2003); DOI: 10.1070/PU2003v046n03ABEH001283

Список литературы (143) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (112) Похожие статьи (20)

  1. Введенский В Л, Ожогин В И Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм (М.: Наука, 1986)
  2. Девятков Н Д и др. УФН 110 452 (1973); Devyatkov N D Sov. Phys. Usp. 16 568 (1973)
  3. Григорьев Ю Г Магнитобиология (1) 6 (1994)
  4. Pool R Science 249 1378 (1990)
  5. Nakagawa M J. Occup. Health 39 18 (1997)
  6. Warnke U, Popp F A in Electromagnetic Bio-Information: Proc. of the Symp., Marburg, Sept. 5, 1977 (Eds F A Popp et al.) (München: Urban und Schwarzenberg, 1979) p. 195
  7. Пресман А С Электромагнитные поля и живая природа (М.: Hаука, 1968)
  8. Пирузян Л А, Кузнецов А Н Изв. АН СССР. Сер. биол. (6) 805 (1983)
  9. Wilson B W, Stevens R G, Anderson L E (Eds) Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields: The Question of Cancer (Columbus, OH: Battelle Press, 1990)
  10. Simon N J Biological Effects of Static Magnetic Fields: A Review (Boulder, CO: Intern. Cryogenic Materials Commission, 1992)
  11. Berg H, Zhang L Electro Magnetobiol. 12 147 (1993)
  12. Adey W R J. Cell. Biochem. 51 410 (1993)
  13. Blank M (Ed.) Electromagnetic Fields: Biological Interactions and Mechanisms (Adv. in Chem. Ser., Vol. 250) (Washington, DC: American Chemical Soc., 1995)
  14. Goodman E M, Greenebaum B, Marron M T in Intern. Rev. of Cytology. A Survey of Cell Biology Vol. 158 (Eds K W Jeon, J Jarvik) (New York: Academic Press, 1995) p. 279
  15. Sagan L A Electric and Magnetic Fields: Invisible Risks? (Amsterdam: Gordon and Breach Publ., 1996)
  16. Polk C, Postow E (Eds) Handbook of Biological Effects of Electromagnetic Fields (Boca Raton, FL: CRC Press, 1996)
  17. Stevens R G, Wilson B W, Anderson L E (Eds) The Melatonin Hypothesis: Breast Cancer and Use of Electric Power (Columbus, OH: Battelle Press, 1997)
  18. Repacholi M H, Greenebaum B Bioelectromagnetics 20 133 (1999)
  19. Carpenter D O, Ayrapetyan S (Eds) Biological Effects of Electric and Magnetic Fields Vol. 1 Sources and Mechanisms (San Diego: Academic Press, 1994)
  20. Binhi V N Magnetobiology: Underlying Physical Problems (San Diego: Academic Press, 2002)
  21. Bersani F (Ed.) Electricity and Magnetism in Biology and Medicine (New York: Kluwer Acad./Plenum Publ., 1999)
  22. Холодов Ю А Мозг в электромагнитных полях (М.: Наука, 1982)
  23. Zhadin M N Bioelectromagnetics 22 27 (2001)
  24. Кузнецов А Н, Ванаг В К Изв. АН СССР. Сер. биол. (6) 814 (1987)
  25. Ванаг В К, Кузнецов А Н Изв. АН СССР. Сер. биол. (2) 215 (1988)
  26. Adair R K Phys. Rev. A 43 1039 (1991)
  27. Binhi V N Electro Magnetobiol. 20 47 (2001)
  28. Polk C IEEE Trans. Educ. 34 243 (1991)
  29. Adey W R, Sheppard A R in Mechanistic Approaches to Interactions of Electric and Electromagnetic Fields with Living Systems (Eds M Blank, E Findl) (New York: Plenum Press, 1987) p. 365
  30. Grundler W et al. Naturwissenschaften 79 551 (1992)
  31. Moggia E, Chiabrera A, Bianco B J. Appl. Phys. 82 4669 (1997)
  32. Binhi V N, Savin A V Phys. Rev. E 65 051912 (2002)
  33. Blackman C F et al. Bioelectromagnetics 15 239 (1994)
  34. Blackman C F, Benane S G, House D E Bioelectromagnetics 16 387 (1995)
  35. McLeod B R, Smith S D, Liboff A R J. Bioelectricity 6 153 (1987)
  36. Холодов Ю А, Лебедева H H Реакции нервной системы человека на электромагнитные поля (М.: Наука, 1992)
  37. Pickard W F, Moros E G Bioelectromagnetics 22 97 (2001)
  38. Kaiser F Bioelectrochem. Bioenerg. 41 3 (1996)
  39. Galvanovskis J, Sandblom J Bioelectrochem. Bioenerg. 46 161 (1998)
  40. Макеев В М Биофизика 38 194 (1993)
  41. Kruglikov I L, Dertinger H Bioelectromagnetics 15 539 (1994)
  42. Bezrukov S M, Vodyanoy I Nature 388 633 (1997)
  43. Симонов А Н, Лившиц В А, Кузнецов А Н Биофизика 31 777 (1986)
  44. Thompson C J et al. Bioelectromagnetics 21 455 (2000)
  45. Jungerman R L, Rosenblum B J. Theor. Biol. 87 25 (1980)
  46. Pilla A A, Nasser P R, Kaufman J J Bioelectrochem. Bioenerg. 35 63 (1994)
  47. Astumian R D, Weaver J C, Adair R K Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92 3740 (1995)
  48. Barnes F S Bioelectrochem. Bioenerg. 47 207 (1998)
  49. Kirschvink J L, Jones D S, MacFadden B J (Eds) Magnetite Biomineralization and Magnetoreception in Organisms: A New Biomagnetism (Topics in Geobiology, Vol. 5) (New York: Plenum Press, 1985); Kirschvink J L, Jones D S, MacFadden B J (Eds) Биогенный магнетит и магниторецепция: Новое о биомагнетизме Т. 1, 2 (Под ред. Дж Киршвинка, Д Джонса, Б Мак-Фаддена) (М.: Мир, 1989)
  50. Kobayashi A K, Kirschvink J L, Nesson M H Nature 374 123 (1995)
  51. Chiabrera A, Grattarola M, Viviani R Bioelectromagnetics 5 173 (1984)
  52. Chiabrera A et al. in Interactions Between Electromagnetic Fields and Cells (NATO ASI Series, Ser. A, Vol. 97, Eds A Chiabrera, C Nicolini, H P Schwan) (New York: Plenum Press, 1985) p. 253
  53. Polk C J. Biol. Phys. 14 3 (1986)
  54. Cope F W Physiol. Chem. Phys. 13 231 (1981)
  55. Achimowicz J Radio Sci. 17 23S (1982)
  56. Costato M, Milani M, Spinoglio L Bioelectrochem. Bioenerg. 41 27 (1996)
  57. Davydov A S in Bioelectrodynamics and Biocommunication (Eds M-W Ho, F-A Popp, U Warnke) (Singapore: World Scientific, 1994) p. 411
  58. Liboff A R et al. J. Bioelectricity 6 13 (1987)
  59. Lednev V V Bioelectromagnetics 12 71 (1991)
  60. Бинги В H Биофизика 40 677 (1995)
  61. Chiabrera A et al. in Electromagnetics in Medicine and Biology (Eds C T Brighton, S R Pollack) (San Francisco: San Francisco Press, 1991) p. 21
  62. Belyaev I Y, Matronchik A Y, Alipov Y D in Proc. of the 1994 Intern. Symp. on Charge and Field Effects in Biosystems-4, Richmond, Virginia, June 20 - 24, 1994 Eds M J Allen, S F Cleary, A E Sowers) (Singapore: World Scientific, 1994) p. 174
  63. Леднев В В Биофизика 41 224 (1996)
  64. Жадин М Н Биофизика 41 832 (1996)
  65. Binhi V N Electro Magnetobiol. 16 203 (1997)
  66. Binhi V N in Electricity and Magnetism in Biology and Medicine (Ed. F Bersani) (New York: Kluwer Acad./Plenum Publ., 1999) p. 417
  67. Binhi V N Bioelectrochem. Bioenerg. 45 73 (1998)
  68. Binhi V N, Goldman R J BBA Gen. Subjects 1474 147 (2000)
  69. Binhi V N Bioelectromagnetics 21 34 (2000)
  70. Binhi V N, Alipov Ye D, Belyaev I Ya Bioelectromagnetics 22 79 (2001)
  71. Бучаченко А Л, Сагдеев Р З, Салихов К М Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях (Новосибирск: Наука, 1978)
  72. Steiner U E, Ulrich T Chem. Rev. 89 51 (1989)
  73. Brocklehurst B, McLauchlan K A Int. J. Radiat. Biol. 69 3 (1996)
  74. Fröhlich H Int. J. Quantum Chem. 2 641 (1968)
  75. Давыдов А С Солитоны в молекулярных системах (Киев: Наукова думка, 1984)
  76. Wu T M Bioelectrochem. Bioenerg. 41 19 (1996)
  77. Kirschvink J L et al. Bioelectromagnetics 13 (Suppl. 1) 101 (1992)
  78. Иваницкий Г Р, Медвинский А Б, Цыганов М А УФН 161 (4) 13 (1991); Ivanitskii G R, Medvinskii A B, Tsyganov M A Sov. Phys. Usp. 34 289 (1991)
  79. Lerchl A, Nonaka K O, Reiter R J J. Pineal Res. 10 109 (1991)
  80. Schimmelpfeng J, Dertinger H Bioelectromagnetics 18 177 (1997)
  81. Juutilainen J P Z. Naturforsch. C 41 1111 (1986)
  82. Liboff A R, Smith S D, McLeod B R in Mechanistic Approaches to Interactions of Electric and Electromagnetic Fields with Living Systems (Eds M Blank, E Findl) (New York: Plenum Press, 1987) p. 109
  83. Ross S M Bioelectromagnetics 11 27 (1990)
  84. Blackman C F, Benane S G, House D E FASEB J. 7 801 (1993)
  85. Jenrow K A, Smith C H, Liboff A R Bioelectromagnetics 16 106 (1995)
  86. Prato F S et al. FASEB J. 9 807 (1995)
  87. Иваницкий Г Р, Кринский В И, Сельков Е Е Математическая биофизика клетки (М.: Наука, 1978)
  88. Иваницкий Г Р, Медвинский А Б, Цыганов М А УФН 164 1041 (1994); Ivanitskii G R, Medvinskii A B, Tsyganov M A Phys. Usp. 37 961 (1994)
  89. Медвинский А Б и др. УФН 172 31 (2002); Medvinskii A B et al. Phys. Usp. 45 27 (2002)
  90. Fröhlich H Phys. Lett. A 26 402 (1968)
  91. Popp F A et al. (Eds) Electromagnetic Bio-Information: Proc. of the Symp., Marburg, Sept. 5, 1977 (München: Urban und Schwarzenberg, 1979)
  92. Zhadin M N, Fesenko E E Biomed. Sci. 1 245 (1990)
  93. Edmonds D T Bioelectrochem. Bioenerg. 30 3 (1993)
  94. Wiesenfeld K, Moss F Nature 373 33 (1995)
  95. McNamara B, Wiesenfeld K Phys. Rev. A 39 4854 (1989)
  96. Liboff A.R J. Biol. Phys. 13 99 (1985)
  97. Карнаухов А В Биофизика 39 1009 (1994)
  98. Иваницкий Г Р и др. УФН 168 1221 (1998); Ivanitskii G R et al. Phys. Usp. 41 1115 (1998)
  99. Chiabrera A, Bianco B in Mechanistic Approaches to Interactions of Electric and Electromagnetic Fields with Living Systems (Eds M Blank, E Findl) (New York: Plenum Press, 1987) p. 79
  100. Александров Е Б, Хвостенко Г И, Чайка М П Интерференция атомных состояний (М.: Hаука, 1991)
  101. Blanchard J P, Blackman C F Bioelectromagnetics 15 217 (1994)
  102. Бинги В Н Биофизика 42 338 (1997)
  103. Новиков В В, Жадин М Н Биофизика 39 45 (1994)
  104. Фесенко Е Е, Новиков В В, Швецов Ю П Биофизика 42 742 (1997)
  105. Youbicier-Simo B J, Lebecq J C, Bastide M in 20th Bioelectromagnetics Soc. Annual Meeting, June 7 - 11, 1998, St. Petl's Beach, Florida, USA, Meeting Abstracts, P-16B p. 102
  106. Belyaev I Y et al. Bioelectromagnetics 17 312 (1996)
  107. Jacobson J I J. Theor. Biol. 149 97 (1991)
  108. Бинги В H Биофизика 40 561 (1995)
  109. Броун Г Р, Ильинский О Б Физиология электрорецепторов (Л.: Наука, 1984)
  110. Kalmijn A J Science 218 916 (1982)
  111. Prigogine I From Being to Becoming: Time and Complexity in the Physical Sciences (San Francisco: W.H. Freeman, 1980); Пригожин И От существующего к возникающему (М.: Наука, 1985)
  112. Чернавский Д С Синергетика и информация: Динамическая теория информации (M.: Наука, 2001)
  113. Winfree A T Nature 371 233 (1994)
  114. Плюснина Т Ю и др. Биофизика 39 345 (1994)
  115. Eichwald C, Kaiser F Bioelectromagnetics 16 75 (1995)
  116. Goldbetter A, Dupont G, Berridge M J Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87 1461 (1990)
  117. Хорстхемке В, Лефевр Р Индуцированные шумом переходы: Теория и применение в физике, химии и биологии (М.: Мир, 1987)
  118. Benzi R, Sutera A, Vulpiani A J. Phys. A 14 L453 (1981)
  119. Пасечник В И Биофизика 30 858 (1985)
  120. Walcott C, Gould J L, Kirschvink J L Science 205 1027 (1979)
  121. Beason R C, Brennan W J J. Exp. Biol. 125 49 (1986)
  122. Wiltschko W et al. in Biophysical Effects of Steady Magnetic Fields (Springer Proc. in Physics, Vol. 11, Eds G Maret, J Kiepenheuer, N Boccara) (Berlin: Springer-Verlag, 1986) p. 154
  123. Gould J L, Kirschvink J L, Deffeyes K S Science 201 1026 (1978)
  124. Gould J L et al. J. Exp. Biol. 86 1 (1980)
  125. Blakemore R P Science 190 377 (1975)
  126. Frankel R B, Blakemore R P, Wolfe R S Science 203 1355 (1979)
  127. Salikhov K M et al. Spin Polarization and Magnetic Effects in Radical Reactions (Studies in Physical and Theoretical Chemistry, Vol. 22) (Amsterdam: Elsevier, 1984)
  128. Slichter C P Principles of Magnetic Resonance 2nd ed. (Berlin: Springer-Verlag, 1978)
  129. Grissom C B Chem. Rev. 95 3 (1995)
  130. Романовский Ю М, Степанова Н В, Чернавский Д С Математическая биофизика (М.: Наука, 1984)
  131. Satyshur K A et al. J. Biol. Chem. 263 1628 (1988)
  132. Babu Y S, Bugg C E, Cook W J J. Mol. Biol. 204 191 (1988)
  133. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Квантовая механика: Нерелятивистская теория (М.: Hаука, 1974)
  134. Williams M A, Goodfellow J M, Thornton J M Protein Sci. 3 1224 (1994)
  135. Давыдов А С УФЖ 32 352 (1987)
  136. Savin A V, Zolotaryuk A V Physica D 68 59 (1993)
  137. Blackman C F, Benane S G, House D E Bioelectromagnetics 12 173 (1991)
  138. Alipov Y D, Belyaev I Y Bioelectromagnetics 17 384 (1996)
  139. Glaser R, Michalsky M, Schramek R Bioelectrochem. Bioenerg. 47 311 (1998)
  140. Blackman C F et al. FASEB J. 9 547 (1995)
  141. Garcia-Sancho J et al. Bioelectromagnetics 15 579 (1994)
  142. Леднев В В и др. Доклады РАН 348 830 (1996)
  143. Леднев В В и др. Биофизика 41 815 (1996)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение