Захисний ефект квазімонохроматичного червоного світла від оксидативної дії надвисокочастотного електромагнiтного випромінювання

О. С. Цибулін, І. Л. Якименко, Є. П. Сидорик

Анотація


Вступ. Всесвітняорганізаціяохорониздоров’яофіційновизналаелектромагнітневипромінювання радіочастотного діапазону можливим канцерогеном для людини. У деяких епідеміологічних дослідженнях було продемонстровано збільшення ризику виникнення раку головного мозку, невриноми слухового нерву, зміни гормонального статусу та психофізичних показників у осіб, що перебувають під тривалим впливом електромагнітного випромінювання радіочастотного діапазону. У той же час відсутність чітких уявлень про молекулярні механізми таких впливів електромагнітного випромінювання була однією з перешкод на шляху широкого визнання даного феномену.

Раніше нами було продемонстровано, що монохроматичне червоне світло гелій-неонового лазера, а також червоне випромінювання світлодіодів (LED) за певних режимів проявляють виражену антиоксидантну дію на ембріони птиці. В даній роботі нами проведено експериментальну оцінку ефективності використання червоного світла LED для захисту ембріональних клітин від негативних ефектів електромагнітного випромінювання стандарту GSM (частота 900 МГц).

Матеріали та методи. У роботі використані ембріони перепела японського (Japanese quail). Для експерименту було сформовано три групи по 8-10 свіжих інкубаційних яєць, якi iнкубували in ovo. Перша група слугувала iнтактним контролем, друга піддавалася дії надвисокочастотного випромінювання (НВЧВ) стандарту GSM 900 МГц. Яйця третьої групи опромінювались НВЧВ і додатково – квазімонохроматичним червоним світлом LED. За джерело НВЧВ використовували 3G USB–модем Huawei E173 та комерційну модель мобільного телефону Nokia 3120, які активізували комп’ютерною програмою автодозвону у режимі 48 секунд – «увімкнуто», 12 секунд – «вимкнуто». В стані «увімкнуто» система випромінювала НВЧВ стандарту  GSM  900  МГц з щільностю потужності  14  мкВт/см2   в зоні розташування біологічного об’єкту (яєць). В якості джерела квазімонохроматичного червоного випромінювання використовували  світлодіодну матрицю (20 світлодіодів L7113 PDC/H, довжина хвилi 630–650 нм), що давала в зоні знаходження біологічного об’єкту щільнiсть потужності світла 0,1 мВт/см2.. Перепелині ембріони другої групи опромінювали in ovo НВЧВ стандарту GSM 900 МГц протягом 120 годин до інкубації та 38 годин - упродовж перших двох діб інкубації. Ембріони третьої групи опромінювали НВЧВ у такому ж режимі та додатково упродовж 180 секунд (3×60) - квазімонохроматичним червоним світлом під час інкубації. Яйцядвохдосліднихіконтрольноїгрупінкубувалиуоднаковихстандартнихумовахзекрануванням металевою фольгою однієї групи від іншої. Ембріональний розвиток зупиняли після 38 годин інкубації та мікроскопічно оцінювали його рівень за кількістю пар диференційованих сомітів, а також за

показниками прооксидантно-антиоксидантної рівноваги у ембріональних клітинах.

Результати досліджень та їх обговорення. Опромінення ембріонів НВЧВ стандарту GSM 900 МГц призвело до незначного, але достовірного пригнічення сомітогенезу, що виражалося у зменшенні кількості пар диференційованих сомітів на 11,2% (Р<0,05) порівняно з контролем. В той же час додаткове опромінення ембріонів квазімонохроматичним червоним світлом привело до відновлення інтенсивності сомітогенезу до рівня контролю.

НВЧВ викликало виражений оксидативний стрес у ембріональних клітинах. Зокрема, рівень ТБК- реагуючих перекисних ліпідних сполук у клітинах ембріонів групи II виявився на 37,5% (Р<0,05) вищим порівняно з контролем. Крім того, активність супероксиддисмутази (СОД) та особливо каталази у клітинах ембріонів, опромінених НВЧВ, була суттєво знижена порівняно з контролем: СОД - на 17,3%, каталази – на 78,6% (Р<0,01).

Висновки. Отримані нами дані засвідчують виражені оксидативні ефекти низькоінтенсивного електромагнітного випромінювання стандарту GSM 900 МГц на ембріональні клітини в умовах in vivo та на активність ферментів антиоксидантного захисту в умовах in vitro. Крім того, продемонстровано виражений нормалізуючий вплив квазімонохроматичного червоного випромінювання свiтлодiодiв на ранній розвиток ембріонів птиці та стан прооксидантно-антиоксидантної рівноваги в ембріональних клітинах, що дозволяє розглядати цей фактор, як потенційний засіб ефективного зменшення ризиків від надлишкового опромінення живих систем НВЧВ сучасних систем бездротового зв’язку.


Ключові слова


Oксидативний стрес; надвисокочастотне електромагнітне випромінювання; ембріогенез; фототерапія; антиоксиданти.

Повний текст:

PDF

Посилання


Андреева Л.И. Модификация метода определения перекисей липидов в тесте с тиобарбитуровой кислотой

/ Л.И.Андреева, Л.А.Кожемякин, А.А.Кишкун // Лабораторное дело.- 1988.- №11.- С.41-43.

Королюк М.А. Метод определения активности каталазы / М.А.Королюк, Л.И.Иванова, И.Г.Майорова, В.Е.Токарев // Лабораторное дело.- 1988.- №1.- С.16-19.

Чавари С. Роль супероксиддисмутазы в окисли- тельных процессах клетки и метод определения ее в биологических материалах / С.Чавари, И.Чаба, Й.Секуй //

Лабораторное дело.- 1985.- №11.- С.678–681.

Якименко И. Регулирующее действие низкоин- тенсивного лазерного излучения на состояние антиоксидантной системы организма / И.Якименко, Е.Сидорик // Украинский биохимический журнал.- 2001. - Т.73, №1.- С.16-23.

Якименко И. Л. Регуляторна дiя низькоiнтенсивного видимого свiтла на сомiтогенез птицi /

І.Л.Якименко, О.С.Цибулін // Доповіді НАН України.- 2007.- №2. - С.163-168.

Baan R. Carcinogenicity of radiofrequency electro- magnetic fields / R.Baan, Y.Grosse, B.Lauby-Secretan et al. // The Lancet Oncology.- 2011.- Vol.12.- P.624-626.

Burlaka A. Overproduction of free radical species in embryonal cells exposed to low intensity radiofrequency radiation / A.Burlaka, O.Tsybulin, E.Sidorik et al. // Exp. Oncol.- 2013.- Vol.35.- P.219-225.

Draper H.H. Malonic dialdehyde determination as index of lipid peroxidation / H.H. Draper, M. Hadley // Methods in Enzymology. – 1990. – Vol. 186. – P. 421-431.

Friedman J. Mechanism of short-term ERK activation by electromagnetic fields at mobile phone frequencies / J.Friedman, S.Kraus, Y.Hauptman et al. // The Biochemical Journal.- 2007.- Vol.405.- P.559-568.

Guidelines for limiting exposure to time-varying elecrtic, magnetic and electromagnetic fields (up to 300 GHz) / ICNIRP // Health Physics.- 1998.- Vol.74.- P.494-522.

Jelodar G. The prophylactic effect of vitamin C on oxidative stress indexes in rat eyes following exposure to radiofrequency wave generated by a BTS antenna model / G.Jelodar, A.Akbari, S.Nazifi // International Journal of Radiation Biology.- 2013.- Vol.89.- P.128-131.

Oksay T. Protective effects of melatonin against oxidative injury in rat testis induced by wireless (2.45 GHz) devices / T.Oksay, M.Naziroğlu, S.Doğan et al. // Andrologia.- 2014.- Vol.46.- P.65-72.

Oral B. Endometrial apoptosis induced by a 900- MHz mobile phone: preventive effects of vitamins E and C / B.Oral, M.Guney, F.Ozguner et al. // Adv. Ther.- 2006.- Vol.23.- P.957-973.

Tsybulin O. GSM 900 MHz cellular phone radiation caneither stimulate or depress earlyembryogenesisin Japanese quails depending on the duration of exposure / O. Tsybulin, E. Sidorik, O. Brieieva, L. Buchynska, S. Kyrylenko, D. Henshel // Intern. Journ. of Radiat. Biology. – 2013. - Vol. 89. № 9. – P. 756-763.

Vladimirov Y.A. Photoreactivation of superoxide dismutase by intensive red (laser) light / Y.A.Vladimirov, E.A.Gorbatenkova, N.V.Paramonov, O.A.Azizova // Free Radical Biology and Medicine.- 1988.- Vol.5.- P.281-286.

Yakymenko I. Low intensity radiofrequency radiation: a new oxidant for living cells / I.Yakymenko, E.Sidorik, D.Henshel, S.Kyrylenko // Oxid. Antioxid. Med. Sci.- 2014.- Vol.3.- P.1-3.

Yakymenko I. Long-term exposure to microwave radiation provokes cancer growth: evidences from radars and mobile communication systems / I.Yakymenko, E.Sidorik, S.Kyrylenko,V.Chekhun // Exp. Oncol.- 2011.- Vol.33.- P.62-70


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.