Поднимает пыль инфракрасное излучение стимулирует кровообращение нашло применение лечебных целях

Вредны ли инфракрасные обогреватели для здоровья человека?

Инфракрасное отопление – современный и удобный способ обогрева помещений в холодное время года. Причем производители уверяют, что подобные системы абсолютно безопасны и экономичны. В сравнении с масляными радиаторами и тепловентиляторами, они не съедают кислород и выделяют гораздо больше тепла.

Сегодня приборы, работающие по принципу теплового излучения, можно приобрести в любом магазине техники. Но вредны ли инфракрасные обогреватели для человека? Что они собой представляют и как часто можно их использовать?

Любое отопительное устройство выделят инфракрасный свет. Разница заключается в интенсивности и длине волн.

Инфракрасные волны – это электромагнитное излучение, природным источником которого считается солнце. Насколько вредно или полезно находиться под таким прибором можно определить, учитывая глубину проникновения лучей в кожу.

Уфо-обогреватели распределяют тепло в пространстве, равномерно увеличивая нагревая окружающие их предметы и людей. И чем выше степень накаливания устройства, тем больше становится численность производимых лучей.

Исходя из температуры нагревательного элемента и длины волн, выделяют три типа ИК-отопительных приборов:

1. Первый – длина волн составляет 50-200 микрон, максимальный нагрев – 300 градусов.
2. Второй – средняя длинна волнового излучения (2.5-50 микрон), высшая температура накаливания – 600 градусов.
3. Третий – излучает короткие волны (0.7-2.5 микрон), нагревается до 800 градусов.

Вред инфракрасных обогревателей для человека определяют по степени проникновения волн в кожу. Так, проницаемость лучей радиаторов IR-A очень высокая – до 4 сантиметров, а длина волн колеблется от 0.76 до 1.6 микрон.

Диапазон волн IR-B –1.5-3 микрон. Устройства отличаются средним уровнем проникновения. А радиаторы IR-C, длина волн которых достигает 3 микрон, не проходят глубже верхнего слоя кожи, который их поглощает.

Нагревательный элемент может излучать средние, длинные и короткие волны, отличающиеся по величине спектра. Чем больше температура накаливания, тем выше численность коротких волн возникает в этом спектре.

Хотя многие фирмы, выпускающие отопительные приборы, предпочитают скрывать эту информацию. Например, если температура источника 255 градусов, длина волн будет составлять 6.8 мкм, а мощность – 150 Вт/м2. Когда температура радиатора 685 °C, длина волн – 3.15 мкм, то его мощность равняется 1000 Вт/м2.

В качестве примера можно взять человека, нормальная температура его тела – 36.6 градусов. Для людей безопасными считаются тепловые волны длиной до 9.6 микрон.

Чтобы знать инфракрасный обогреватель вреден или нет, влияние ИК излучения на людей исследуется много лет медиками, учеными и физиотерапевтами. В результате выяснилось, что существенный недостаток ИК приборов – это пересыхание кожных проковав.

При работе радиатора эпидермис мгновенно нагревается, из него начинает испаряться влага, запасы которой клетки не могут быстро восполнить в необходимом объеме. Продолжительное нахождение под тепловым устройством, выделяющим волны средней и короткой длины, опасно тем, что у человека может появиться сильный ожог.

Инфракрасные обогреватели вредны для здоровья зрительный органов, ведь они облучают хрусталик и сетчатку. При длительном нахождении под ИК прибором у человека снижается зрение и повышается риск развития катаракты.

Короткие волны негативно влияют на клетки организма, разрушая из мембраны и нарушая строение и характеристики молекул белка. Подобное явление происходит при кипячении молока, когда оно сворачивается.

При неправильной эксплуатации людьми отопительных приборов, используемых для повышения температуры на улице, когда их устанавливают в закрытых помещениях у тех, кто долго находится в комнате на коже образуются покраснения и волдыри.

Связи с обнаружением ряда негативных качеств у ИК прибора многих интересует вопрос, вреден ли он, если его применять при физиотерапевтическом лечении. Медицинские учреждения обязаны контролировать все параметры используемой техники. Поэтому обогреватели, установленные в лечебных кабинетах, как и качественная инфракрасная сушилка, лампа и прочее ИК оснащение, можно считать безопасным при их грамотной эксплуатации.

Но не только вредно, а иногда и полезно греться под инфракрасными лучами. Научно доказано их положительное воздействие на организм, включая иммунную систему, но только при условии непродолжительного нахождения рядом с ними.

Источник тепла будет полезен, если, придя с улицы, где низкая температура, немного погреться у прибора. Радиаторы, стоящие в углу комнаты, или устройства, подвешенные под потолком, также безопасны, как и обычные камины.

Лучший современное ИК оснащение – это микатермический обогреватель. Его достоинства:

• не сушит воздух;
• предупреждает развитие микробной микрофлоры и появление грибка в помещении;
• сжигает минимальное количество кислорода;
• благодаря точечному направлению лучей может использоваться для обогрева больших пространств и улиц.

Грамотное применение ИК приборов оказывает ряд лечебных эффектов – улучшает состояние здоровья при простуде и повышает сопротивляемость организма к ОРЗ.

Чтобы вред от применения ИК техники был минимальным, важно знать виды и характеристики тепловых приборов, продающихся в магазинах. Так, если нагревательные частицы галогеновые, то они будут раздражать глаза и излучать короткие волны, оказывающие пагубное влияние на организм.

Керамические нагревательные элементы отличаются мягким светом, а диапазон их волн средний либо длинный. Эти преимущества делают их максимально безопасными для здоровья человека.

Нагревательные частицы из карбона излучают красный свет, неприятный для глаз. Такой недостаток не позволяет использовать тепловой источник больным аллергией и астмой.

В любом радиаторе нагревательный элемент обмотан теплоизоляцией, чтобы не допустить расплавления корпуса. Материалы с примесями могут вызывать интоксикацию организма. Лучшей изоляцией являет базальт, не содержащий в своем составе токсины.

Хороший источник тепла стоит дорого. При производстве дешевых приборов часто используются токсичные материалы и некачественные нагревательные элементы. Поэтому тем, кто не хочет мерзнуть в холодные зимние вечера и согреваться без вреда для здоровья, не стоит даже рассматривать самые дешевые варианты.

Помимо рекомендаций по выбору, чтобы снизить неблагоприятное влияние инфракрасных обогревателей на здоровье, необходимо правильно установить прибор:

1. Размещать устройство надо в дальнем углу комнаты либо над потолком.
2. При монтаже обогревателя важно учитывать высоту стен и площадь помещения.
3. Если радиатор будет размещен низко под потолком, то интенсивное тепловое воздействие пересушит кожу головы и спровоцирует мигрень.
4. Грамотный монтаж обогревателя производится так, чтобы излучение равномерно распределялось по всей комнате и направлялось не на человека, а предметы, находящиеся в ней.
5. В детской и помещениях, где собирается много людей, устанавливать ИК устройства не желательно.

Так, идеальный монтаж инфракрасного обогревателя заключается в том, чтобы поток тепла направлялся на мебель, стены и пол. Предметы и поверхности долго сохраняют тепло, даже после проветривания комнаты.

Источник

Воздействие инфракрасного излучения

Оптическая стимуляция позволила добиться значительных успехов в изучении функции мозга и других биологических процессов. При этом она имеет крайне широкий потенциал терапевтического применения, начиная с восстановления слуха и заканчивая нормализацией работы сердечного ритма. В частности, импульсная лазерная стимуляция с использованием инфракрасных волн длиной > 1,5 мкм способна напрямую стимулировать нервы и мышцы без какого-либо предварительного генетического или химического вмешательства, что может быть использовано в терапии. Однако механизм инфракрасной стимуляции был загадкой, что препятствовало ее внедрению в клиническую практику. В данной работе авторы демонстрируют, что инфракрасный свет возбуждает клетки посредством ранее неизвестного, общего для различных клеток электростатического механизма. Инфракрасные импульсы поглощаются водой, что приводит к быстрому локальному повышению температуры. Подобное нагревание обратимо изменяет электрическую емкость плазматической мембраны, приводя к ее деполяризации. Данное изменение потенциала полностью обратимо, а для его реализации достаточно лишь наиболее основных физико-химических свойств клеточных мембран. Результаты исследования подчеркивают общеприменимость импульсной инфракрасной стимуляции и ее медицинский потенциала.

Введение

Оптические технологии, которые обеспечивают точную локальную активацию нервной или мышечной активности, играют все более важную роль в нейробиологии и разработке методов лечения неврологических, психиатрических и сердечно-сосудистых заболеваний. Большинство таких технологий требуют сенсибилизации целевой ткани с использованием светочувствительного гена или химического агента, что увеличивает техническую сложность и риск их применения, особенно в условиях клиники.

Напротив, импульсный инфракрасный лазерный свет, как было показано, способен стимулировать нейроны и другие возбудимые клетки in vivo без какой-либо предварительной генетической или химической подготовки. Исследования можно проводить минимально инвазивно, так как излучение с требуемой длиной волны можно передавать посредством оптического волокна. Инфракрасную стимуляцию можно использовать для воздействия на двигательные ветви спинномозговых и черепных нервов, кавернозные нервы предстательной железы, преддверно-улитковый нерв и миокард. Простота использования прямого инфракрасного возбуждения делает этот метод привлекательным для использования в широком круге научных и клинических ситуаций, начиная с восстановления слуха и заканчивая нормализацией работы сердца.

Исследования на животных предоставляют все увеличивающееся количество доказательств того, что инфракрасная стимуляция может быть использована для модуляции различных биологических функций. Несмотря на это, механизм ее действия до конца не изучен. Было показано, что инфракрасная стимуляция сопровождается быстрым повышением температуры ткани, которое, предположительно, возбуждает клетки, воздействуя на ионные каналы и активируя внутриклеточные вторичные мессенджеры, тем самым увеличивая проводимость мембраны. Прямых доказательств в пользу одного из предполагаемых механизмов до сих пор получено не было. Отчасти так произошло потому, что в большинстве экспериментов с инфракрасной стимуляцией исследовались ее конечные эффекты (например, генерация потенциала действия и сокращение мышц), а не промежуточные электрофизиологические изменения в клетках-мишенях.

Авторы исследования изучили механизм инфракрасной стимуляции ооцитов Xenopus laevis, культивируемых клеток млекопитающих и искусственных липидных бислоев, и описали ранее неизвестный общий механизм, при котором инфракрасные лазерные импульсы, поглощаемые водой, приводят к быстрому локальному повышению температуры, что временно увеличивает электрическую емкость мембраны, и приводит к ее деполяризации. Это открытие поможет в дальнейшем изучении инфракрасной стимуляции нервной системы и других органов и вызывает вопросы о влиянии других видов светового излучения на сигнализацию клеток.

Результаты

Инфракрасный свет вызывает деполяризующие токи в ооцитах X. laevis

Большой размер ооцитов X. laevis (

1 мм) позволяет осуществить одновременную запись электрофизиологических параметров и оптическую стимуляцию, при этом риск возникновения фотоэлектрических артефактов остается минимальным. Основываясь на предыдущих результатах, свидетельствующих о том, что инфракрасное излучение увеличивает возбудимость клеток, авторы стимулировали подготовленные ооциты, экспрессирующие потенциалзависимые натриевые (Na+) и калиевые (K+) каналы, инфракрасными лазерными импульсами. Вопреки ожиданиям, наблюдаемый эффект не зависел не только от типа ионных каналов, но и от экспрессии каналов вообще: он сохранялся даже при стимуляции ооцитов дикого типа (которые экспрессируют гораздо меньше ионных каналов, чем подготовленные).

Инфракрасный свет вызывает деполяризующие токи в клетках млекопитающих

Чтобы определить, была ли реакция ооцитов на стимуляцию уникальной для этого типа клеток, исследователи провели эксперименты по инфракрасной стимуляции клеток линии HEK. Лазерные импульсы 200 мкс (0,7 мДж) и 1 мс (3,7 мДж) вызывали мембранные токи, подобные тем, которые наблюдались в ооцитах. Максимальные амплитуды тока 73 ± 20 пА наблюдались с импульсами 1 мс. Из-за небольшого размера клеток линии НЕК по отношению к диаметру оптического волокна и глубине проникновения света, как ячейка, так и записывающая пипетка облучались световыми импульсами. Однако замена H2O во внеклеточном растворе на D2O уменьшала наблюдаемую реакцию тока в клетках НЕК на 75,8 ± 12,6 %.

Инфракрасный свет изменяет емкость искусственных бислоев

Наблюдение за индуцированными токами в ооцитах и ​​клетках линии НЕК и отсутствие изменения реакции при добавлении блокаторов каналов и транспортеров привели авторов к мысли о том, что за такую реакцию на стимуляцию отвечает общий для всех типов мембран механизм. В частности, авторы отметили, что реакция зависит не от абсолютного показателя температуры, а от скорости ее изменения. Это позволило предположить, что температура изменяет электрическую емкость мембраны, создавая ток, пропорциональный производной емкости.

Обсуждение

Потенциальная польза инфракрасной стимуляции была продемонстрирована многочисленными исследованиями in vivo, но отсутствие знаний о лежащих в ее основе механизмах препятствовало прогрессу в отношении важных научных и клинических применений. Авторы этого исследования обнаружили важный, ранее неизвестный механизм инфракрасной стимуляции, обусловленный переходными изменениями электрической емкости мембран.

Все три модели демонстрировали сходные электрофизиологические реакции на инфракрасную стимуляцию, вызванную лазерным импульсом. Эти токи были полностью обратимы и легко воспроизводимы. После нормализации данных по энергии импульса, изначальному заряду мембраны и приблизительной площади облучения, изменение заряда мембраны оказалось сходным у ооцитов, клеток линии НЕК и искусственных бислоев. Эти данные свидетельствуют о том, что в этих трех системах работает общий механизм изменения электрической емкости мембраны, а для достижения эффекта необходимы только самые основные элементы клеточной мембраны, представленные искусственным бислоем. В соответствии с этим заключением становится понятно, почему реакция ооцитов не изменялись при активной работе потенциалзависимых каналов и не нивелировалась при обработке клеток блокаторами ионных каналов.

Токи во всех трех системах значительно уменьшились при замене H2O на D2O. Это непосредственно подтверждает, что вода является основным хромофором, участвующим в инфракрасной стимуляции мембраны клеток. Временной профиль водно-опосредованных изменений температуры показывает ее быстрое, близкое к линейному нарастание во время лазерного импульса, за которым следует более медленный экспоненциальный спад, согласующийся со временем отдачи тепла водой.

Литература по оптической стимуляции клеток упускала из виду возможность емкостного механизма. Однако температурное изменение емкости мембран неудивительно, если учесть их физические свойства. Емкость определяется ионами, расположение которых вблизи мембраны зависит от баланса электрических и тепловых сил. Таким образом, реализация классической теории двухслойных конденсаторов породила прогнозы, которые в значительной степени подтвердили данные в искусственных бислоях и согласуются с ранними работами над гигантскими аксонами кальмаров, показывающими, что более высокие температуры привели к увеличению емкости мембран, и наблюдение, что индуцированные светом скачки температуры в ооцитах вызывали токи смещения заряда. Полученные результаты не исключают возможности того, что другие потенциальные явления изменения емкости, такие как изменения механического давления, также играют определенную роль. Такие потенциальные вклады потребуют дальнейшего изучения.

Источник