Захисний ефект квазімонохроматичного червоного світла від оксидативної дії надвисокочастотного електромагнiтного випромінювання

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.