Захисний ефект квазімонохроматичного червоного світла від оксидативної дії надвисокочастотного електромагнiтного випромінювання

  • О. С. Цибулін
  • І. Л. Якименко
  • Є. П. Сидорик
Ключові слова: Oксидативний стрес, надвисокочастотне електромагнітне випромінювання, ембріогенез, фототерапія, антиоксиданти.

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.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

1.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.

2.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.

3.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.

4.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.

5.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.

6.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.

7.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.

8.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.

9.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.

10.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.

11.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.

12.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.

13.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.

14.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.

15.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.

16.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.

17.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
Опубліковано
2017-05-05
Як цитувати
Цибулін, О., Якименко, І., & Сидорик, Є. (2017). Захисний ефект квазімонохроматичного червоного світла від оксидативної дії надвисокочастотного електромагнiтного випромінювання. Фотобіологія та фотомедицина, 13(1, 2), 96-103. Retrieved із https://periodicals.karazin.ua/photomedicine/article/view/8539
Розділ
Фотобіологія та експериментальна фотомедицина