Биомеханические механизмы действия низкочастотных акустических колебаний на человека
Автор: Иванов Н.И., Зинкин В.Н., Сливина Л.П.
Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech
Статья в выпуске: 2 (88) т.24, 2020 года.
Бесплатный доступ
Цель работы обосновать механизмы действия низкочастотных акустических колебаний на человека, обусловленных механическим взаимодействием акустических колебаний с анатомическими структурами тела. Одной из современных особенностей производственного шума является доминирование в шумовом спектре низкочастотного шума и инфразвука высокой интенсивности. Для характеристики этих диапазонов в научной литературе используется термин «низкочастотные акустические колебания», что обусловлено близкими физическими свойствами и биологическим действием на организм человека и животных. Доказано, что инфразвук оказывает неблагоприятное действие на многие органы (дыхание, слух, зрение и др.) и системы человека (центральная и вегетативная нервная и др.) и приводит к развитию заболеваний, в том числе профессиональных (нейросенсорная тугоухость, вестибулопатия, вегетативные нарушения). На основании этого инфразвук включен в перечень вредных производственных факторов. Ряд биологических эффектов формируется за счет прямого механического взаимодействия акустических колебаний с анатомическими структурами тела человека. Длина акустической волны и ее интенсивность являются определяющими параметрами при формировании ответной реакции в организме человека. Взаимодействие низкочастотных акустических колебаний с анатомическими структурами тела необходимо рассматривать как взаимодействие двух механических систем, что приводит к развитию различных физических эффектов в тканях и органах (дифракция, резонанс, упругие волны, кавитация и др.). Последние лежат в основе прямого действия акустических колебаний и приводят к анатомическим повреждениям тканей, конформационным нарушениям клеточных структур и макромолекул, активации рецепторов (механо-, проприо-, вестибулорецепторов и др.). Биомеханическое действие низкочастотных акустических колебаний должно учитываться при нормировании низких частот звукового диапазона и определении способов и средств защиты от низкочастотных акустических колебаний не только органа слуха и головы, но и внутренних органов.
Низкочастотные акустические колебания, механизмы действия, длина волны, уровень звукового давления, звукопроводимость, резонанс, защита
Короткий адрес: https://sciup.org/146282169
IDR: 146282169 | DOI: 10.15593/RZhBiomeh/2020.2.09
Список литературы Биомеханические механизмы действия низкочастотных акустических колебаний на человека
- Акоев Г.Н., Потехина И.Л., Зинкин В.Н. [и др.]. Анализ влияния импульсного шума на механорецепторы млекопитающих // Тр. науч. конф. - СПб.: Изд-во СПбГМУ, 1999. - С. 73-74.
- Ахметзянов И.М., Жинь К.П., Зинкин В.Н. [и др.]. Функциональные проявления действия импульсного шума на легкие крыс // Функциональная анатомия сосудистой системы. - СПб., 1997. -С. 116-118.
- Ахметзянов И.М., Гребеньков С.В., Ломов О.П. Шум и инфразвук. Гигиенические аспекты. - СПб.: Бип, 2002. - 100 с.
- Ахметзянов И.М., Зинкин В.Н., Петреев И.В., Драган С.П. Гигиеническая оценка сочетанного действия шума и инфразвука на организм военнослужащих // Военно-мед. журн. - 2011. - № 11. -С. 44-50.
- Березовский В.А., Колотилов Н.Н. Биофизические характеристики тканей человека. - Киев: Наукова думка. - 1990. - 224 с.
- Борьба с шумом на производстве: справочник / под общ. ред. Е.Ю. Юдина. - М.: Машиностроение, 1985. - 400 с.
- Ерохин В.Н., Попова Т.М. Гистохимические исследования рецепторных образований вестибулярного аппарата в ответ на инфразвуковое воздействие // Физ. факторы производственной среды. - Л., 1980. - С. 28-30.
- Жданько И.М., Зинкин В.Н., Солдатов С.К. [и др.]. Фундаментальные и прикладные аспекты профилактики неблагоприятного действия авиационного шума // Авиакосм. и экол. медицина. -2014. - Т. 48, № 4. - С. 5-16.
- Зинкин В.Н. Современные аспекты контроля м мониторинга инфразвука как вредного производственного фактора на транспорте и промышленных объектах // Акт. проблемы транспортной медицины. - 2014. - Т. 2, № 4. - С. 10-25.
- Зинкин В.Н. Современные проблемы производственного шума // Защита от повышенного шума и вибрации: сб. докл. всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. - СПб., 2015. - С. 36-56.
- Зинкин В.Н. Биофизические основы действия акустических колебаний // Системный анализ в медицине (САМ 2016): материалы X междунар. науч. конф. - 2016. - С. 13-17.
- Зинкин В.Н., Свидовый В.И., Ахметзянов И.М. Неблагоприятное влияние низкочастотных акустических колебаний на органы дыхания // Профилакт. и клин. медицина. - 2011. - № 3. -С. 280-284.
- Зинкин В.Н., Ахметзянов И.М., Драган С.П. [и др.]. Особенности сочетанного действия шума и инфразвука на организм // Безопасность жизнедеятельности. - 2011. - № 9. - С. 2-10.
- Зинкин В.Н., Богомолов А.В., Ахметзянов И.М., Шешегов П.М. Авиационный шум: специфические особенности биологического действия и защиты // Авиакосм. и экол. медицина. - 2012. - Т. 46, № 2. - С. 9-16.
- Зинкин В.Н., Богомолов А.В., Драган С.П. [и др.]. Кумулятивные медико-экологические эффекты сочетанного действия шума и инфразвука // Экология и промышленность России. - 2012. - № 3. -С. 46-49.
- Зинкин В.Н., Богомолов А.В., Кукушкин Ю.А. [и др.]. Медико-социальные аспекты экологической безопасности населения, подвергающегося кумулятивному действию авиационного шума // Экология промышл. производства. - 2012. - № 2. - С. 9-14.
- Зинкин В.Н., Ахметзянов И.М. Экологические, производственные и медицинские аспекты инфразвука // Защита от повышенного шума и вибрации: сб. докл. всерос. науч. -практ. конф. с междунар. участием. - СПб., 2013. - С. 177-198.
- Зинкин В.Н., Ахметзянов И.М., Орихан М.М. Инфразвук как вредный производственный фактор // Безопасность жизнедеятельности. - 2013. - № 9. - С. 2-9.
- Иванов Н.И., Шашаурин А.Е., Буторина М.В. Законодательное урегулирование в области шума в Российской Федерации: недостатки и пути улучшения // Защита от повышенного шума и вибрации: сб. докл. всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. - СПб., 2017. - С. 15-24.
- Измеров Н.Ф., Суворов Г.А., Куралесин Н.А. [и др.]. Инфразвук как фактор риска здоровью человека (гигиенические, медико-биологические и патогенетические механизмы). - Воронеж, 1998. - 275 с.
- Измеров Н.Ф., Суворов Г.А., Прокопенко Л.В. Человек и шум. - М.: ГЕОТАР-МЕД, 2001. - 384 с.
- Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом / под ред. Н.И. Иванова. - М.: Логос, 2013. - 432 с.
- Карпова Н.И., Малышев Э.Н. Низкочастотные акустические колебания на производстве. - М.: Медицина, 1981. - 192 с.
- Крылов Ю.В., Фролов Н.И., Кузнецов В.С. [и др.]. Воздействия авиационного шума на организм // Военно-мед. журн. - 1977. - № 2. - С. 57-59.
- Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция. - М.: Химия, 1986. - 288 с.
- Нехорошев А.С., Глинчиков В.В. Механизм действия инфразвука на рецепторы ушного лабиринта // Косм. биология и авиакосм. медицина. - 1990. - № 6. - С. 39-42.
- О состоянии профессиональной заболеваемости в Российской Федерации в 2013 году: информ. сб. стат. и аналит. материалов / под ред. главного врача ФБУЗ ФЦГиЭ Роспотребнадзора, к.м.н. Верещагина А.И.; Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. - М., 2014. -60 с.
- О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2013 году: гос. доклад; Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия. - М., 2015. - 200 с.
- Плужников Н.Н., Владимиров В.Г., Зинкин В.Н. [и др.]. Исследование некоторых механизмов повреждающих эффектов низкочастотных шумов // Радиационная биология. Радиоэкология. -2001. - Т. 41, № 1. - С. 67-72.
- Применение ультразвука в медицине. Физические основы: пер. с англ. / под ред. К. Хилла. - М.: Мир, 1989. - С. 244-254.
- Руководство по оториноларингологии / под ред. И.Б. Солдатова. - М.: Медицина, 1994. - 608 с.
- Симухин В.В. Медико-биологические эффекты воздействия импульсных шумов сверхвысокой интенсивности // Мед.-биол. и социально-психолог. проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. - 2012. - № 4. - С. 69-72.
- Симухин В.В., Ворона А.А., Богомолов А.В. [и др.]. Медико-биологические эффекты импульсных шумов и особенности их гигиенического нормирования // Безопасность труда в промышленности. -2012. - №6. - С. 36-43.
- Экологические и физиологические основы космической биологии и медицины. Т. 2. Основы космической биологии и медицины / под ред. О.Г. Газенко, М. Кальвина. - М.: Наука, 1975. -С. 399-400.
- Gierke U. Effects of infrasound of man // Colloq. inter. CNRS. - Paris, 1974. - P. 415-435.
- Infrasound and low frequency vibration / Ed. W. Tempest. - London: Acad. Press, 1976. - 364 p.
- Kraman S.S. Speed of low frequency sound through lungs of normal man // J. Appl. Physiol. - 1983. -Vol. 55, no. 6. - P. 1862-1867.
- Landstrom U. Occupational aspects of infrasound and whole body vibrations // Arh. Hig. Rada Toksikol. -1983. - Vol. 34. - P. 287-293.
- Rice D.A. Central to peripheral sound propagation in excised lung // J. Acoustic Soc. Amer. - 1987. -Vol. 82, no. 4. - P. 1139-1144.
- Rice D.A. Sound speed in pulmonary parenchyma // J. Appl. Physiol. - 1983. - Vol. 54, no. 1. -P. 304-308.
- Yen R.T., Fung Y.C., Ho H.H., Butterman G. Spead of stress wave propagation in lung // J. Appl. Physiol. - 1986. - Vol. 61, no. 2. - P. 701-705.