1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Радиационная биология. Радиоэкология
  4. T. 62, № 1, 2022

Радиационная биология. Радиоэкология, 2022, T. 62, № 1, стр. 70-74

Отдаленные эффекты хронического воздействия электромагнитных полей базовых станций систем сотовой связи на гемопоэз крыс

С. Ю. Перов 1, В. С. Орлова 2, Р. З. Лифанова 1, 2, *, А. А. Кислякова 1

1 Научно-исследовательский институт медицины труда им. акад. Н.Ф. Измерова
Москва, Россия

2 Российский университет дружбы народов
Москва, Россия

* E-mail: torazo-414@mail.ru

Поступила в редакцию 07.06.2021
После доработки 19.10.2021
Принята к публикации 09.11.2021

Полный текст (PDF)

Аннотация

Представлены результаты исследований влияния многочастотных электромагнитных полей, создаваемых базовыми станциями подвижной сотовой связи, на гематологические показатели и клеточный состав костного мозга животных. Крыс линии Wistar подвергали воздействию электромагнитных полей с общим ППЭ 250 мкВт/см2 на частотах 1.8; 2.1; 2.6 ГГц и 3.5; 26; 37 ГГц, и с суммарным ППЭ 500 мкВт/см2 при 1.8; 2.1; 2.6; 3.5; 26; 37 ГГц. Облучение проводили непрерывно в течение 4 мес., материал для исследования отбирали через месяц после прекращения воздействия. Обнаружено достоверное изменение одного из гематологических показателей крови животных, облученных на частотах 1.8; 2.1; 2.6 ГГц при уровне ППЭ 250 мкВт/см2. Выявлены статистически значимые изменения в миелограмме костного мозга облученных крыс, а именно повышение относительно контроля процентного содержания палочкоядерных нейтрофилов и лимфоцитов, снижение количества оксифильных эритробластов и моноцитов у крыс после воздействия на частотах 3.5; 26; 37 ГГц при ППЭ 250 мкВт/см2, а также и при сумме всех частот, т.е. 1.8; 2.1; 2.6; 3.5; 26; 37 ГГц с одинаковой величиной ППЭ 500 мкВт/см2. Остальные изменения гематологических показателей и клеточного состава костного мозга облученных животных оставались в пределах физиологической нормы. Обнаруженные изменения могут свидетельствовать о потенциальных отдаленных эффектах хронического воздействия многочастотных электромагнитных полей базовых станций сотовой связи на систему гемопоэза.

Ключевые слова: электромагнитное поле, многочастотное электромагнитное поле, базовые станции сотовой связи, гематологические показатели, костный мозг

В последние годы в связи с прогрессирующим увеличением числа базовых станций сотовой и профессиональной подвижной связи, частотно-модулированного телерадиовещания, средств радиолокации и прочих источников электромагнитных полей (ЭМП) особую актуальность приобрела проблема оценки их биологического действия. В настоящее время существует обширная литература, в которой приведены результаты эпидемиологических и экспериментальных исследований биологических эффектов воздействия ЭМП, связанных с коммуникационными и прочими технологиями, в том числе и сотовой связи.

Тем не менее между эпидемиологическими и экспериментальными исследованиями в лабораторных условиях существует принципиальная разница с точки зрения исследуемых электромагнитных сигналов. В реальных условиях большинство населения подвергается воздействию сложной комбинации частот и сигналов различной интенсивности: измерения электромагнитного фона в некоторых крупных европейских городах выявили присутствие ЭМП в диапазоне частот от 100 МГц до 5.5 ГГц [1, 2]. Результаты показали, что облучение населения от сигналов радио- и телевещательных вышек является менее интенсивным, чем от базовых станций сотовой связи (преимущественно 900, 1800, 2100 и 2600 МГц), вклад которых постоянно увеличивается и составляет более 60% от общего воздействия [1–3]. Однако в подавляющем числе экспериментальных исследований, проводимых в лабораторных условиях на животных, как правило, используется одна частота или интенсивность. В связи с этим нельзя не согласиться с недавно высказанным мнением о насущной потребности проведения дополнительных лабораторных медико-биологических исследований, которые более точно воспроизводят реалистичные условия воздействия ЭМП нескольких частот (multiple frequencies) от базовых станций сотовой связи на население [4]. Сравнительные исследования сочетанного воздействия нескольких частот ЭМП показали различия в заключительных биологических эффектах, которые включали как идентичное действие для каждой из частот, так и противоположные результаты [5–7].

Среди исследований воздействия ЭМП на различные биологические функции, такие как пролиферация клеток, экспрессия генов, генотоксические и канцерогенные эффекты, большое значение имеет изучение последствий влияния на систему крови и клетки костного мозга. Выполненный анализ литературных источников показал, что влияние ЭМП на кровь и кроветворение костного мозга изучено недостаточно, поскольку клетки крови и их предшественники качественно и количественно изменяются под воздействием ЭМП [8]. Изучение формирования реакций экспериментальных животных со стороны гемопоэза на такой фактор как ЭМП требует длительный период времени, в том числе и после окончания облучения.

Цель настоящей работы – оценить степень нарушений в системе кроветворения крыс-самцов после хронического воздействия ЭМП нескольких частот по изменению количественных и функциональных показателей клеток крови и костного мозга.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА

Объектом исследований послужили 48 половозрелых беспородных крыс-самцов линии Wistar, которые были распределены на четыре группы по 12 животных в каждой, три из которых подвергалась хроническому воздействию многочастотного ЭМП. Животных группы 1 облучали на трех частотах 1.8; 2.1; 2.6 ГГц при общей для всех частот величине ППЭ 250 мкВт/см2, крысы группы 2 – также на трех частотах 3.5; 26; 37 ГГц и при одинаковой величине ППЭ 250 мкВт/см2. Экспозиция животных в группе 3 происходила при сумме всех частот, т.е. 1.8; 2.1; 2.6; 3.5; 26; 37 ГГц с одинаковой для всех шести частот величине ППЭ 500 мкВт/см2. Облучение проводили круглосуточно в течение 4 мес. с периодическим перерывом на уход за животными, после чего крысы всех групп один месяц находились в аналогичных условиях, но без воздействия ЭМП. Животные во время облучения находились в пластиковых радиопрозрачных клетках коллективного содержания и имели возможность свободного перемещения, а также доступа к корму и воде. Крысы всех групп содержались в условиях с поддерживаемым стандартным световым режимом: 9 ч освещения и 15 ч затемнения. Группа контроля содержалась в аналогичных с экспериментальными животными условиях за исключением воздействия ЭМП. Спустя месяц после прекращения облучения животных выводили из эксперимента путем декапитации и производили забор проб периферической крови и костного мозга из бедренной кости для проведения анализов. Все работы с животными выполняли в соответствии с требованиями нормативно-правовых актов о порядке экспериментальной работы и гуманном отношении к животным.

Во всех экспериментах для облучения животных использовали стандартное оборудование, создающее ЭМП, аналогичное базовым станциям сотовой связи стандартов GSM, UMTS, LTE и др.

Общий анализ крови проводили на автоматическом гематологическом анализаторе, морфологический состав клеток белой крови определяли путем подсчета лейкоцитов по методу Шиллинга в окрашенных по Романовскому–Гимзе мазках [9]. Цитологическое исследование миелограммы проводили путем подсчета клеток костномозгового пунктата из проксимального отдела бедренной кости крыс по методике Е.А. Кост [10]. Проверку на нормальность распределения данных проводили по критерию Шапиро–Уилка. При статистической обработке данных использовался непараметрический критерий Краскела–Уоллиса с апостериорным попарным сравнением выборок по критерию Данна.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Анализ гематологических показателей крыс групп 1, 2 и 3 спустя месяц после воздействия показывает, что эритроциты, гематокрит и содержание гемоглобина достоверно не изменились по сравнению с группой контроля (табл. 1). Однако у облученных животных в периферической крови отмечается тромбоцитоз, наиболее выраженный в группе 3, в меньшей степени в группе 2 и незначительно отличается от контроля в группе 1. Помимо этого, выявлена тенденция к увеличению количества лейкоцитов, лимфоцитов и гранулоцитов в крови животных всех опытных групп по сравнению с показателями в контрольной группе, которая имеет наибольшее значение у крыс в группе 1.

Таблица 1.

Гематологические показатели периферической крови облученных крыс по сравнению с контрольными животными спустя один месяц после прекращения хронического воздействия ЭМП Table 1. Hematological parameters of the peripheral blood one month after EMF rats chronic exposure

Форменные элементы крови и гемоглобин Экспериментальные группы животных
группа контроля группа 1 группа 2 группа 3
ППЭ 250 мкВт/см2 ППЭ 500 мкВт/см2
1.8; 2.1; 2.6 ГГц 3.5; 26; 37 ГГц 1.8; 2.1; 2.6; 3.5; 26; 37 ГГц
Эритроциты (×1012/л) 9.36 9.70 9.72 9.76
[9.99; 9.91] [9.18; 10.46] [9.27; 10.74] [9.40; 10.91]
Гематокрит (%) 53.45 57.05 56.00 56.20
[52.35; 56.43] [54.28; 60.13] [53.98; 60.60] [53.90; 61.13]
Гемоглобин (г/л) 172.50 180.50 174.00 176.00
[166.50; 178.75] [171.75; 188.50] [168.50; 187.25] [167.75; 191.75]
Тромбоциты (×109/л) 792.00 815.00 1082.00 1160.50
[701.75; 1109.75] [610.25;1320.50] [854.75; 1300.50] [817.75; 1158.25]
Лейкоциты (×109/л) 8.90 11.15 9.30 9.50
[6.05; 10.50] [8.60; 12.88] [8.50; 11.55] [8.33; 10.65]
Лимфоциты (×109/л) 5.95 7.30 6.25 6.40
[4.03; 7.43] [5.45; 8.73] [5.90; 7.88] [5.20; 7.20]
Моноциты (×109/л) 0.25 0.40 0.30 0.30
[0.20; 0.33] [0.30; 0.50] [0.30; 0.33] [0.28; 0.40]
Гранулоциты (×109/л) 2.40 3.25* 2.90 2.65
[1.83; 2.70] [2.80; 4.03] [2.38; 3.23] [2.08; 3.25]

* р < 0.05 при сравнении с контролем.

Оптическая микроскопия показала, что мазки костномозгового пунктата обильно-клеточные, полиморфного состава. Количество бластных клеток не увеличено. При оценке тромбоцитарного ростка в поле зрения наблюдалось до 12 мегакариоцитов разной степени зрелости с отшнуровкой тромбоцитов. Белый росток расширен за счет лимфоцитов. Красный росток соответствовал контрольным значениям. Лейко-эритробластическое отношение было в пределах физиологической нормы. Анализ миелограммы костного мозга облученных животных показал в группах 2 и 3 статистически значимое повышение относительно контроля процентного содержания палочкоядерных нейтрофилов и лимфоцитов, тогда как в группе 1 не наблюдалось значимых различий (рис. 1). Содержание моноцитов в группе 2 и оксифильных эритробластов в группах 2 и 3 через месяц после завершения экспозиции статистически значимо снижено по сравнению с контролем и группой 2.

Рис. 1.

Миелограмма костного мозга облученных крыс по сравнению с контрольными животными спустя один месяц после прекращения хронического воздействия ЭМП. *р < 0.05; ** р < 0.01 при сравнении с контролем.

Fig. 1. Myelogram of the bone marrow one month after EMF chronic rat exposure. *p < 0.05; ** p < 0.01 when compared with the control.

ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты выполненных исследований позволяют сделать заключение об отсутствии устойчивых эффектов влияния ЭМП с использованными параметрами (частоты и интенсивности) на гемопоэз крыс при хроническом воздействии в течение 4 мес. Представляется вполне правомерным указать на частичное восстановление гемопоэза в костном мозге в течение месяца после устранения потенциально действующего фактора. Полученные результаты позволяют предположить о развитии предрасположенности к повышению свертываемости крови в результате тромбоцитоза при определенном сочетании частот, что в дальнейшем может привести к тромбозам и последующей патологии.

Сходные результаты были получены при изучении влияния облучения в течение одного месяца ЭМП стандарта GSM с частотами 900 и 1800 МГц при величине ППЭ 6 мВт/м2 на гематологические параметры и гистопатологию костного мозга [11]. Результат анализов крови показывает, что форменные элементы крови (эритроциты, гематокрит, лейкоциты и т.п.) как ложно подвергшихся, так и облученных в течение ЭМП мышей были в пределах нормальных величин показателей животных контрольной группы. Согласно приведенным данным, статистических различий в гематологических показателях между облученными в аналогичных условиях мышами и контрольной группы не отмечалось, за исключением содержания гемоглобина [12].

Исследовано влияние ЭМП 2450 МГц на состав белой крови мышей, которых облучали при средней ППЭ 10 мВт/м2 на протяжении 60 дней [13]. Образцы периферической крови отбирали у облученных и контрольных животных сразу после облучения и на 1-е, 16-е, 32-е и 60-е сутки эксперимента. Результаты показали снижение общего количества лейкоцитов с первого по последний день экспозиции по сравнению с контрольными пробами при незначительном увеличении относительной доли нейтрофилов.

Изучение влияния воздействия на протяжении одного месяца ЭМП частотой 900 МГц на костный мозг, полученный из бедренных костей контрольных и ложно облученных мышей, не выявило различия в количестве ядерных клеток между этими группами [14]. В других исследованиях облучение создаваемого мобильными базовыми станциями ЭМП частотой 900 МГц на протяжении более 2 мес. вызвало изменения в картине крови крыс, выражающиеся в снижении общего количества лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов и величины гематокрита [15]. Содержание базофильных эритробластов, миелобластов и миелоцитов в костном мозге в подвергнутых воздействию группах значительно увеличилось по сравнению с контрольными группами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ результатов проведенных исследований позволил установить, что значимое влияние на гематологические параметры и цитологический состав костного мозга оказывало сочетание действующих частот ЭМП, но не интенсивность воздействия. Экспозиция на более высоких частотах с уровнем в 2 раза ниже для группы облучения на более низких частотах имела схожие тенденции биологического действия ЭМП. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что при гигиенической оценке безопасных уровней воздействия ЭМП представляется важным учитывать не только величины поглощенной энергии, но и частотную структуру воздействия.

Список литературы

  1. Gajšek P., Ravazzani P., Wiart J. et L. Electromagnetic field exposure assessment in Europe radiofrequency fields (10 MHz–6 GHz) // J. Exp. Sci. Environ. Epidemiol. 2015. V. 25. № 1. P. 37–44.

  2. Sagar S., Dongus S., Schoeni A. et al. Radiofrequency electromagnetic field exposure in everyday microenvironments in Europe: A systematic literature review // J. Exp. Sci. Environ. Epidemiol. 2018. V. 28. № 2. P. 147–160.

  3. Chiaramello E., Bonato M., Fiocchi S. et al. Radio frequency electromagnetic fields exposure assessment in indoor environments: a review // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2019. V. 16. № 6. P. 29.

  4. Sienkiewicz Z., Calderón C., Broom K.A. et al. Are exposures to multiple frequencies the key to future radiofrequency research? // Front. Publ. Health. 2017. V. 5. № 328. P. 11.

  5. Tan S., Wang H., Peng R. A review on combined biolo-gical effects of microwave and other physical or chemical agents // Int. J. Radiat. Res. 2018. V. 16. № 2. P. 139–153.

  6. Shirai T., Wang J., Kawabe M. et al. No adverse effects detected for simultaneous whole-body exposure to multiple-frequency radiofrequency electromagnetic fields for rats in the intrauterine and pre-and post-weaning periods // J. Radiat. Res. 2017. V. 58. № 1. P. 48–58.

  7. Zhu R., Wang H., Xu X. et al. Effects of 1.5 and 4.3 GHz microwave radiation on cognitive function and hippocampal tissue structure in Wistar rats // Sci. Rep. 2021. V. 11. № 1. P. 1–12.

  8. Darvishi M., Mashati P., Kandala S. et al. Electromagnetic radiation: a new charming actor in hematopoiesis? // Expert Rev. Hematol. 2021. V. 14. № 1. P. 47–58.

  9. Соболева Т.Н. Цитологическое исследование пунктата костного мозга // Мед. алфавит. 2011. Т. 4. № 22. С 6–10. [Soboleva T.N. Citologicheskoe issledovanie punktata kostnogo mozga // Medicinskij alfavit. 2011. V. 4. № 22. P. 6–10. (In Russ.)]

  10. Карпищенко А.И. Медицинские лабораторные технологии, руководство. В 2-х т. / Под ред. А.И. Карпищенко. 3-е изд. Т.1. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. 472 с. [Karpishchenko A.I. Medicinskie laboratornye tekhnologii, rukovodstvo. V 2-h t. / Pod red. A.I. Karpishchenko. 3-e izd. Т. 1. M.: GEOTAR-Media, 2012. 472 p. (In Russ.)]

  11. Usman A.D., Ahmad W.W., Ab Kadir M.Z. et al. Effect of radiofrequency electromagnetic field exposure on hematological parameters of mice // World Appl. Sci. J. 2012. V. 16. № 5. P. 656–664.

  12. Tohidi F.Z., Fardid R., Rad S.A. et al. The effect of cellphone radiation on hematological blood cell factors in BALB/C mice // Iran. J. Med. Phys. 2016. V. 13. № 1. P. 58–64.

  13. Dabo G.I., Songden S.A. Effect of GSM radiation on white blood cells // Advances in Life Science and Technology. 2014. V. 24. P. 130–138.

  14. Prisco M.G., Nasta F., Rosado M.M. et al. Effects of GSM-modulated radiofrequency electromagnetic fields on mouse bone marrow cells // Radiat. Res. 2008. V. 170. № 6. P. 803–810.

  15. Jelodar G., Nazifi S., Nuhravesh M. Effect of electromagnetic field generated by BTS on hematological parameters and cellular composition of bone marrow in rat // Comp. Clin. Path. 2011. V. 20. № 6. P. 551–555.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Радиационная биология. Радиоэкология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал