ULTRADŹWIĘK1
Termin ten odnosi się do fali akustycznej o częstotliwości powyżej 16 kHz, leżącej poza możliwością odbioru tego bodźca przez narząd słuchu człowieka. Ultradźwięki występujące w warunkach naturalnych nie przenoszą znacznej ilości energii, natomiast wytworzone specjalnie w różnych urządzeniach emitują już duże wartości energii - powyżej 110 dB.
Ultradźwięki są wykorzystywane w diagnostyce, lecznictwie, a także w wielu procesach technicznych. O ile w terapii mamy do czynienia tylko z ultradźwiękami o częstotliwości drgań powyżej 800 kHz i to przekazywanych drogą kontaktową z głowicy do skóry i głębiej położonych tkanek, o tyle część urządzeń do celów technicznych wytwarza je w zakresie 16-65 kHz, przekazując tę energię tkankom przez powietrze. Wiadomo, że im większa częstotliwość drgań ultradźwiękowych, tym większe pochłanianie tej energii przez powietrze. Rozprzestrzenianie się tych fal w tkankach wywołuje zmiany ciśnienia, powodujące swoistą mikrowibrację - podstawę zmian cieplnych i chemicznych.
Działanie wysokich częstotliwości
Zmiany cieplne są uzależnione od fizykochemicznych właściwości środowiska. Największe przegrzanie następuje na granicy ośrodków niejednorodnych, np. nerwu i włókien mięśniowych. Z tego względu podwyższenie miejscowej temperatury w nerwie może osiągać 1,8°C. Jest to podstawą leczniczego stosowania ultradźwięków. Skóra podlega działaniu niejako mimowolnie, stanowiąc płaszczyznę wnikania w głąb ciała. Pod wpływem ultradźwięków o zakresie leczniczym dochodzi do nieznacznego zapalenia wysiękowego skóry, rozszerzenia naczyń limfatycznych i krwionośnych.
Doświadczalne stosowanie dużych dawek ultradźwięków powoduje po początkowym podostrym stanie zapalnym rozwój ograniczonej martwicy naskórka i skóry właściwej. Dochodzi także do nacieku składającego się z fibroblastów i wielojądrowych białych krwinek. Bardziej wrażliwa od skóry jest tkanka łączna, ultradźwięk powoduje w niej zatarcie granicy włókien elastycznych z pojawieniem się fibroblastów. Stan ten utrzymuje się przez kilka dni po ekspozycji. W mięśniach ultradźwięki nasilają procesy fosforylacji tlenowej i glikolizy. Większe natężenia przyczyniają się do powstania obrzęku komórek mięśniowych, tworzenia wodniczek i zmian piknotycznych jąder komórkowych.
Drgania ultradźwiękowe mogą wpływać na narząd wzroku, wywołując zaćmę. Działanie na oko wymaga jednak dużego natężenia. Powstają także zmiany w rogówce, które są głównie związane z rozplemem komórek nabłonka.
Działanie niskich częstotliwości
Ultradźwięki graniczące z obszarem dźwięków odbieranych przez narząd słuchu człowieka są dobrze przenoszone przez środowisko powietrzne, działając na cały organizm. Wpływają one nieswoiście, jednak działanie szkodliwe wiąże się z poziomem natężenia przekraczającym zazwyczaj 110 dB. U zwierząt doświadczalnych pod wpływem ultradźwięków występują początkowo zaburzenia oddychania, niezborność ruchowa i przegrzanie ciała. Stwierdzone w tych warunkach zmiany w strukturze komórek obejmują cały organizm, jednak najwcześniej pojawiają się w układzie nerwowym. Stwierdza się obrzęk tkanki mózgowej, wybroczyny krwi, uszkodzenie, a nawet martwicę komórek nerwowych. Drgania te wywołują zmianę przepuszczalności bariery naczyniowo-mózgowej. Zwiększenie się tej przepuszczalności stwierdzono w tych miejscach, w których pod wpływem ultradźwięków dochodziło do uszkodzenia tkanki nerwowej.
Przy natężeniu 120 dB w EEG występuje zwolnienie rytmu, nasilające się w miarę zwiększania się narażenia na ten czynnik, by wreszcie rytm ten zanikał. Stosunkowo duże zmiany dotyczą przemiany materii. U osób narażonych na działanie niskich częstotliwości występuje małe stężenie białek osocza krwi. małe stężenie glukozy, ale duże stężenie cholesterolu i lipidów całkowitych, utrzymujące się przez kilka dni po zaprzestaniu działania ultradźwięków. Jednak obniżenie stężenia glukozy we krwi jest najbardziej charakterystycznym zjawiskiem. U zwierząt po ekspozycji ultradźwiękowej zmniejszone stężenie utrzymuje się nawet przez kilka dni. Towarzyszy temu zmniejszenie się ilości glikogenu w wątrobie. Hipoglikemia jest tłumaczona nasilonym oddychaniem tkankowym, zwiększonym nawet o 30- 40%, zjawisku temu towarzyszy bowiem przyrost poboru tlenu oraz podwyższenie stężenia kwasu pirogronowego. Aktywacji podlegają też liczne enzymy, np. oksydaza cytochromu C w mięśniu sercowym czy dehydrogenaza ksantynowa w innych tkankach.
Zmiana czynności gruczołów dokrewnych pojawia się już w następstwie małych dawek energii ultradźwiękowej. Pod jej wpływem zwiększa się ilość wydzielanych hormonów przysadki, gruczołu tarczowego i nadnerczy. W komórkach gruczołowych występuje wzmożone barwienie przyżyciowe poszczególnych struktur i zmniejszenie stopnia dyspersji cytoplazmy. Ciągłe i długotrwałe działanie ultradźwięków powoduje osłabienie czynności nadnerczy, zwłaszcza części rdzeniowej.
Wydalanie noradrenaliny i 17 -OHCS wyraźnie się zmniejsza. utrzymując się na tak obniżonym poziomie przez cały okres działania.
Stwierdzenie licznych zaburzeń u ludzi umożliwiło wyodrębnienie "choroby ultradźwiękowej". Rozwój tej choroby występuje głównie u osób obsługujących różne urządzenia emitujące ultradźwięki do środowiska człowieka w zakresie 16-65 kHz i poziomach 110- 148 dB.
Zaburzenia te sprowadzają się głównie do zmian w układzie nerwowym. włącznie z objawami wegetatywnymi. Dolegliwości rozpoczynają się bólami głowy, początkowo tylko w okresie narażenia na działanie ultradźwięków, a później także poza tym okresem. Towarzyszy temu uczucie szumu i ciężkości głowy oraz stałe uczucie zmęczenia. Pracownicy obsługujący urządzenia emitujące ultradźwięki mają kłopoty ze snem, równocześnie odczuwając senność w czasie pracy. Współistnieją często zmiany sfery emocjonalnej. Prawidłowy EEG stwierdza się tylko u 10% osób długotrwale narażonych na działanie ultradźwięków, stąd chorobę ultradźwiękową taktuje się jako zespół podwzgórzowy, zbliżony do wywołanego na tle zakaźnym. U osób zawodowo narażonych na ten czynnik występują zaburzenia łaknienia, okresowe podwyższenia temperatury ciała i zmiany ciśnienia tętniczego, a także zaburzenia równowagi wraz z uczuciem nieważkości.