Дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання
Показано, що дiя радiовипромiнювання стандарту GSM 900 МГц (0,21 мкВт/см² протягом 38 год, переривчасто) на перепелинi ембрiони приводить до вiрогiдного (p < 0,001) зростання кiлькостi диференцiйованих пар сомiтiв у 38-годинних ембрiонiв порiвняно з контролем. Опромiнення ембрiонiв протягом 158...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2013
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85379 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання / О.С. Цибулiн, Є.П. Сидорик, О.В. Брєєва, Л.Г. Бучинська, I.Л. Якименко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 1. — С. 169-176. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859788426575872000 |
|---|---|
| author | Цибулін, О.С. Сидорик, Є.П. Брєєва, О.В. Бучинська, Л.Г. Якименко, І.Л. |
| author_facet | Цибулін, О.С. Сидорик, Є.П. Брєєва, О.В. Бучинська, Л.Г. Якименко, І.Л. |
| citation_txt | Дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання / О.С. Цибулiн, Є.П. Сидорик, О.В. Брєєва, Л.Г. Бучинська, I.Л. Якименко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 1. — С. 169-176. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Показано, що дiя радiовипромiнювання стандарту GSM 900 МГц (0,21 мкВт/см² протягом 38 год, переривчасто) на перепелинi ембрiони приводить до вiрогiдного (p < 0,001)
зростання кiлькостi диференцiйованих пар сомiтiв у 38-годинних ембрiонiв порiвняно
з контролем. Опромiнення ембрiонiв протягом 158 год (5 дiб до та 38 год пiсля початку
iнкубацiї) призводить до вiрогiдного (p < 0,05) зменшення кiлькостi диференцiйованих
пар сомiтiв у 38-годинних ембрiонiв. Менша доза опромiнення приводить до вiрогiдного
(p < 0,001) зменшення одно- та двониткових розривiв ДНК, в той час як бiльша доза призводить до вiрогiдного (p < 0,001) зростання рiвня ушкоджень ДНК у клiтинах 38-годинних ембрiонiв порiвняно з контролем.
Показано, что действие радиоизлучения стандарта GSM 900 МГц (0,21 мкВт/см² на протяжении 38 ч, прерывисто) на перепелиные эмбрионы приводит к достоверному (p < 0,001) увеличению количества дифференцированных пар сомитов у 38-часовых эмбрионов по сравнению с контролем. Облучение эмбрионов на протяжении 158 ч (5 сут до и 38 ч после
начала инкубации) приводит к достоверному (p < 0,05) уменьшению количества дифференцированных пар сомитов у 38-часовых эмбрионов. Меньшая доза облучения приводит к достоверному (p < 0,001) уменьшению одно- и двунитевых разрывов ДНК, большая доза
вызывает достоверное (p < 0,001) увеличение уровня повреждений ДНК в клетках 38-часовых эмбрионов по сравнению с контролем.
An exposure of quail embryos to GSM 900 MHz radiation with an average power density
of 0.21μW/cm² discontinuously during 38 h, has led to a significant (p < 0.001) increase of the
number of differentiated somites in 38-h embryos as compared to the control. An exposure of quail
embryos discontinuously during 158 h (5 days before and 38 h during the incubation) has led to a
significant (p < 0.05) decrease of the number of differentiated somite pairs in 38-h embryos. The
lower dose of microwave irradiation has led to a significant (p < 0.001) decrease in the level of
DNA single and double strand breaks, while the higher dose has resulted in a significant increase
(p < 0.001) of DNA damages as compared to the control.
|
| first_indexed | 2025-12-02T10:45:31Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
1 • 2013
БIОФIЗИКА
УДК 537.8
О.С. Цибулiн, Є. П. Сидорик, О.В. Брєєва, Л. Г. Бучинська,
I.Л. Якименко
Дозозалежний мутагенний ефект мiкрохвильового
випромiнювання
(Представлено академiком НАН України В.Ф. Чехуном)
Показано, що дiя радiовипромiнювання стандарту GSM 900 МГц (0,21 мкВт/см2 протя-
гом 38 год, переривчасто) на перепелинi ембрiони приводить до вiрогiдного (p < 0,001)
зростання кiлькостi диференцiйованих пар сомiтiв у 38-годинних ембрiонiв порiвняно
з контролем. Опромiнення ембрiонiв протягом 158 год (5 дiб до та 38 год пiсля початку
iнкубацiї) призводить до вiрогiдного (p < 0,05) зменшення кiлькостi диференцiйованих
пар сомiтiв у 38-годинних ембрiонiв. Менша доза опромiнення приводить до вiрогiдного
(p < 0,001) зменшення одно- та двониткових розривiв ДНК, в той час як бiльша до-
за призводить до вiрогiдного (p < 0,001) зростання рiвня ушкоджень ДНК у клiтинах
38-годинних ембрiонiв порiвняно з контролем.
У травнi 2011 р. Мiжнародне агентство з дослiдження раку, що є структурним пiдроздiлом
Всесвiтньої органiзацiї охорони здоров’я, класифiкувало електромагнiтне випромiнювання
радiодiапазону як можливий канцероген для людини [1]. Це рiшення, прийняте на пiдставi
значного зростання ризику розвитку глiом при довготривалому користуваннi стiльникови-
ми телефонами, певною мiрою пiдвело риску пiд дискусiєю щодо можливого впливу ви-
промiнювання систем мобiльного зв’язку на здоров’я людини. Технологiя мобiльного зв’яз-
ку дала вагомий поштовх щодо розвитку нових комунiкацiйних технологiй. В той же час
сьогоднi засоби мобiльного зв’язку є найпотужнiшим джерелом неiонiзуючого випромiнюва-
ння в оточуючому середовищi. При цьому самим поширеним стандартом мобiльного зв’язку
є cтандарт GSM (Global System for Mobile communication), який застосовують понад 80%
операторiв в усьому свiтi. Частоти електромагнiтних хвиль, що використовуються у стан-
дартi GSM, становлять близько 850; 900; 1800 або 1900 МГц i вiдносяться до радiовипро-
мiнювання мiкрохвильового (або надвисокочастотного) дiапазону. Iнформацiя передається
шляхом модуляцiї частоти електромагнiтної хвилi. У GSM стандартi реалiзований прин-
цип TDMA (Time Division Multiple Access), тобто надання кожному користувачевi доступу
© О.С. Цибулiн, Є.П. Сидорик, О.В. Брєєва, Л. Г. Бучинська, I. Л. Якименко, 2013
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №1 169
до iнтервалу частоти протягом короткого перiоду часу (частота змiни каналу становить
близько 217 Гц).
Потенцiйнi ризики електромагнiтного випромiнювання стандарту GSM для здоров’я лю-
дини тiсно пов’язанi iз сучасними пiдходами визначення безпечних рiвнiв неiонiзуючого ви-
промiнювання. Так, згiдно з рекомендацiями Мiжнародної комiсiї iз захисту вiд неiонiзую-
чого випромiнювання (ICNIRP) [2], мiжнароднi норми безпеки в цiй галузi були прийнятi на
основi винятково теплових ефектiв короткочасного впливу електромагнiтного випромiню-
вання на бiологiчнi тканини. Однак значна частина епiдемiологiчних i експериментальних
дослiджень вказують на iснування нетеплових ефектiв мiкрохвильового випромiнювання
у бiологiчних системах. Збiльшення ризику онкозахворювань було продемонстровано пiсля
довгострокового або “iнтенсивного” використання стiльникового зв’язку [3].
У той же час деякi дослiдження вказують на вiдсутнiсть ризику розвитку пухлин при
користуваннi стiльниковим зв’язком [4]. Останнє пояснюють методичними вадами при про-
веденнi дослiджень, але, на нашу думку, це можна пояснити залежнiстю бiологiчних ефе-
ктiв вiд часу та дози опромiнення. Особливо цiкавими в цьому сенсi є експериментальнi данi
про виражену залежнiсть мутагенного ефекту низькоiнтенсивного мiкрохвильового випро-
мiнювання вiд використаного рiвня енергiї мiкрохвиль [5]. Зважаючи на те, що мутагенний
ефект неiонiзуючого випромiнювання оцiнюють як одну з ознак його потенцiйної канцеро-
генностi, цi данi заслуговують на особливу увагу.
У зв’язку з цим актуальним є питання про мiнiмальний рiвень енергiї мiкрохвиль, який
може спричинити виражений негативний вплив на живi клiтини, а також можливiсть екс-
периментальним шляхом змiнити напрям бiологiчного ефекту, використовуючи мiнiмальну
iнтенсивнiсть мiкрохвильового випромiнювання. Для вiдповiдi на це питання ми застосува-
ли експериментальну модель раннього розвитку ембрiонiв перепела японського (Japanese
quail). Ранiше нами була продемонстрована висока чутливiсть цiєї моделi до низькоiнтен-
сивного електромагнiтного випромiнювання [6]. В данiй роботi ми дослiдили можливiсть
досягнення протилежних ефектiв на сомiтогенез шляхом варiювання тривалостi впливу
мiкрохвильового випромiнювання на ембрiони. Також була проведена оцiнка можливих му-
тагенних ефектiв при рiзнiй тривалостi опромiнення ембрiональних клiтин мiкрохвильовим
випромiнюванням.
Пiд час експериментiв використовувалися свiжi iнкубацiйнi яйця перепела японського.
Для кожного експерименту формували двi групи яєць (n = 10). Одна група пiддавала-
ся опромiненню, друга слугувала неопромiненим контролем. Ембрiони розвивалися in ovo
у лабораторному iнкубаторi (ИЛУ-Ф-0.3, Росiя). Металеве покриття iнкубатора замiнялося
на пластикове для запобiгання екрануванню та вiдбиття мiкрохвильового випромiнювання.
Iнкубацiя здiйснювалася при оптимальних умовах для розвитку перепелиного ембрiона:
температура iнкубацiї 38,3 ± 0,2 ◦С, вiдносна вологiсть 60%. Яйця розмiщували у горизон-
тальних лотках i перевертали тричi на день. Контрольну i дослiдну групи ембрiонiв iнку-
бували одночасно в одному iнкубаторi та екранували одна вiд iншої декiлькома шарами
алюмiнiєвої фольги.
Як джерело електромагнiтних хвиль 900 МГц GSM використовувався стандартний мо-
бiльний телефон (Nokia 3120), пiдключений до українського оператора мобiльного зв’язку
(Kyivstar). Для вимiрювання iнтенсивностi електромагнiтного випромiнювання застосову-
вався RF Field Strength Meter (Alfalab Inc, USA). Активацiя мобiльного телефону здiй-
снювалася за допомогою програми автодозвону (Autoringup, Russia). Дана програма за-
безпечує багаторазовий послiдовний набiр номера мобiльного телефону пiсля попереднього
170 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №1
“недозвону”. Дзвiнок триває протягом 45 с, пауза мiж дзвiнками — 15 с. Тобто, режим опро-
мiнення: 45 с — опромiнення та 15 с — пауза. Пiд час спроби зв’язатися (не натискаючи
кнопку “вiдповiсти”) телефон генерує немодульоване мiкрохвильове випромiнювання часто-
тою 890–915 МГц iз частотою змiни каналу 217 Гц. Стiльниковий телефон розмiщувався
на пластиковiй пiдставцi на вiдстанi 3 см вiд поверхнi iнкубацiйних яєць дослiдної групи.
Середня iнтенсивнiсть мiкрохвильового випромiнювання на поверхнi iнкубацiйного яйця
становила 0,21 ± 0,014 мкВт/см2 пiд час дзвiнка.
Було проведено двi серiї експериментiв. У першiй серiї ембрiони дослiдної групи опро-
мiнювалися протягом 38 год пiд час iнкубацiї у режимi, як описано вище. У другiй серiї
ембрiони пiддавалися 158-годинному опромiненню. Цей час включав 5 дiб (120 год) опромi-
нення ембрiонiв in ovo перед закладкою при кiмнатнiй температурi та 38 год опромiнення
пiсля початку iнкубацiї. Необхiдно вiдзначити, що у свiжому iнкубацiйному яйцi ембрiон
перебуває на стадiї гаструли i складається з кiлькох сотень клiтин.
У першiй серiї експериментiв мобiльний телефон розмiщувався безпосередньо в iнкуба-
торi над iнкубацiйними яйцями дослiдної групи, як описано вище. У другiй серiї експери-
ментiв перепелинi яйця до iнкубацiї опромiнювали на лабораторному столi та продовжу-
вали в iнкубаторi. Пiд час усiх експериментiв з контрольними групами яєць проводилися
аналогiчнi манiпуляцiї за винятком опромiнення. Дослiднi й контрольнi групи протягом
усього експерименту були екранованi одна вiд одної кiлькома шарами алюмiнiєвої фольги
й розмiщувалися на вiдстанi кiлькох сантиметрiв.
У дослiдних i контрольних групах iнкубацiйних яєць пiд час опромiнення контролювали
температуру на поверхнi яйця з точнiстю до 0,1 ◦С.
Одним iз найбiльш об’єктивних iнтегральних показникiв раннього ембрiонального роз-
витку птахiв є кiлькiсть диференцiйованих пар сомiтiв. Ми застосовували метод пiдрахунку
диференцiйованих пар сомiтiв, що сформувалися на 38-му годину iнкубацiї. Аналiз прово-
дився згiдно з методикою, описаною ранiше [7]. Зокрема, пiсля 38 год iнкубацiї розвиток
ембрiонiв зупиняли шляхом охолодження яєць у холоднiй водi (10 ◦С). Пiсля зняття шка-
ралупи та видалення бiлкової оболонки ембрiон знiмали з поверхнi жовтка за допомогою
кiльця фiльтрувального паперу. Ембрiони ретельно промивали в охолодженому нейтраль-
ному фосфатному буферi. Пiдрахунок кiлькостi диференцiйованих пар сомiтiв та вiзуаль-
ний аналiз вiдхилень розвитку ембрiонiв проводили за допомогою свiтлового мiкроскопу
без фiксацiї препарату. Якщо пiд час аналiзу виявляли незаплiдненi яйця, їх виключали iз
подальшого статистичного аналiзу.
Аналiз рiвня пошкоджень ДНК в ембрiональних клiтинах виконували за допомогою
лужного гель-електрофорезу поодиноких клiтин (метод “ДНК-комет”) вiдповiдно до ме-
тодики [8] з деякими модифiкацiями. Для приготування суспензiї ембрiональних клiтин
перепелиний ембрiон пiсля 38 год iнкубацiї знiмали з поверхнi жовтка за допомогою па-
перового кiльця. Пiсля цього ембрiон обережно вiдмивали у холодному PBS та знiмали
з паперового кiльця. Суспензiю ембрiональних клiтин отримували шляхом обережного пi-
петування цiлого ембрiона, що на той перiод розвитку сягав маси 7 мг, у вiдповiдному
об’ємi фосфатного буфера для досягнення кiнцевої концентрацiї клiтин близько 5 · 106/мл.
Суспензiя ембрiональних клiтин змiшувалася з розплавленою 1%-ною легкоплавкою ага-
розою при 37 ◦С у спiввiдношенi 1 : 1 та наносилася на предметне скло в об’ємi 75 мкл
(концентрацiя клiтин 1 ÷ 2 · 105 кл/мл). Пiсля цього препарати охолоджувалися на льоду
для затвердiння агарози. Далi препарати промивалися у фосфатному буферi, занурюва-
лися у лiзуючий розчин (2,5 M NaCl, 100 мM EDTA, 10 мM Tris base, 10% DMSO, 1%
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №1 171
Triton X-100, pH 10) та залишалися на 1 год при 4 ◦С. Пiсля лiзису препарати переносилися
в камеру для горизонтального електрофорезу, витримувалися у лужному розчинi (300 мM
NaOH та 1 мM EDTA, pH 13) 30 хв. Потiм проводився електрофорез у цьому ж розчинi
20 хв при 0,8 В/см, 25 В, 300 мА. Препарати нейтралiзували 0,4 М розчином TrisCl 10 хв,
вiдмивали у дистилятi 2 рази по 5 хв, висушували при 37 ◦С та забарвлювали розчином
SYBR Green I. Препарати аналiзували за допомогою люмiнiсцентого мiкроскопа (Carl Zeiss
Fluoval, Germany), обладнаного вiдеокамерою для мiкроскопiчного аналiзу (Digital Camera
for Microscope DCM 500, China).
Зображення аналiзували за допомогою пакета програм CometScore (TriTek Corp, USA).
У кожному варiантi пiдраховували не менше 50 клiтин. Рiвень пошкодження ДНК визна-
чали за вiдсотком ДНК у хвостi комети або за параметром моменту хвоста, що є добутком
довжини хвоста комети на вiдсотковий вмiст ДНК у хвостi.
Статистичний аналiз проводили, використовуючи критерiй Стьюдента та вважаючи дос-
товiрною рiзницю з контролем ∗
p < 0,05, ∗∗
p < 0,01 та ∗∗∗
p < 0,001.
Виявлено, що при дiї мiкрохвильового випромiнювання стандарту GSM 900 МГц мобiль-
ного телефону середньої iнтенсивностi 0,21 мкВт/см2 на перепелинi ембрiони in ovo протя-
гом 38 год спостерiгалося зростання кiлькостi диференцiйованих пар сомiтiв 38-годинних
ембрiонiв порiвняно з контрольною групою (табл. 1). Зростання iнтенсивностi сомiтогенезу
в дослiднiй групi було незначним (на 14,4%) але статистично вiрогiдним (p < 0,001).
При збiльшеннi часу опромiнення ембрiонiв до 158 год, що було досягнуто додатко-
вим опромiненням ембрiонiв in ovo протягом 5 дiб при кiмнатнiй температурi перед поча-
тком iнкубацiї, спостерiгалося вiрогiдне зменшення кiлькостi диференцiйованих пар сомiтiв
у 38-годинних ембрiонiв порiвняно з контрольною групою (табл. 1). Змiна iнтенсивностi со-
мiтогенезу в II дослiднiй групi була знову незначною (на 14,6%) порiвняно з II контрольною
групою, але статистично вiрогiдною (p < 0,05).
Необхiдно вiдзначити однакову кiлькiсть диференцiйованих пар сомiтiв у 38-годинних
ембрiонiв обох контрольних груп, де I група була сформована iз свiжих iнкубацiйних яєць,
а II група перед iнкубацiєю зберiгалася при кiмнатнiй температурi протягом 5 дiб. Це вказує
на те, що 5-денне зберiгання перепелиних яєць перед iнкубацiєю фактично не вплинуло
на життєздатнiсть ембрiонiв, що вiдповiдає стандартам iнкубацiї. Вiдповiдно, зменшення
кiлькостi диференцiйованих пар сомiтiв у опромiнених ембрiонiв II дослiдної групи було
зумовлене дiєю мiкрохвильового випромiнювання.
Мiкроскопiчний аналiз не виявив морфологiчних вiдхилень розвитку нi у контрольних,
нi у дослiдних групах ембрiонiв. Також не було виявлено рiзницi температури на поверхнi
яєць мiж контрольними та дослiдними групами.
Таблиця 1. Вплив мiкрохвильового випромiнювання GSM 900 MГц на iнтенсивнiсть сомiтогенезу 38-годин-
них перепелиних ембрiонiв
Групи
Режим опромiнення Доза
опромiнення,
мДж/см2
Кiлькiсть
диференцiйованих
пар сомiтiв
Загальний час
опромiнення, год
Середня iнтенсивнiсть,
мкВт/см2
Дослiд I 38 0,21 21,55 13,31 ± 0,26
∗∗∗
Контроль I — — — 11,63 ± 0,25
Дослiд II 158 0,21 89,59 9,78± 0,69
∗
Контроль II — — — 11,45 ± 0,27
∗
p < 0,05; ∗∗∗
p < 0,001 порiвняно з контролем.
172 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №1
Опромiнення перепелиних ембрiонiв мiкрохвильовим випромiнюванням GSM 900 МГц
протягом перших 38 год iнкубацiї середньою iнтенсивнiстю 0,21 мкВт/см2 приводило до
статистично вiрогiдного (p < 0,001) зниження одно- та двониткових розривiв ДНК у клi-
тинах 38-годинних ембрiонiв, що було виявлено методом “ДНК-комет”. Довжина хвоста та
момент хвоста комет були вдвiчi меншими у I дослiднiй групi порiвняно з контрольною,
а вiдсоток ДНК у хвостi комети був на 24,5% меншим порiвняно з контрольною групою
(рис. 1, табл. 2).
Натомiсть, опромiнення перепелиних ембрiонiв in ovo протягом 5 дiб до початку та про-
тягом першого перiоду iнкубацiї, всього впродовж 158 год мiкрохвильовим випромiнюван-
ням GSM 900 МГц, призводило до вiрогiдного (p < 0,001) зростання одно- та двониткових
розривiв ДНК у клiтинах 38-годинних ембрiонiв. Показники довжини та моменту хвоста
комет у клiтинах II дослiдної групи ембрiонiв були майже вдвiчi вищi за вiдповiднi показни-
ки II контрольної групи. Вiдсоток ДНК у хвостi комет ембрiональних клiтин II дослiдної
групи був на 31,2% вищiм порiвняно з II контрольною групою ембрiонiв (табл. 2).
Отже, виявлено рiзноспрямований дозозалежний ефект опромiнення перепелиних ем-
брiонiв in ovo мiкрохвильовим випромiнюванням GSM 900 МГц на iнтенсивнiсть сомiтоге-
незу та рiвень ушкодження ДНК ембрiональних клiтин.
З огляду на отриманi данi слiд наголосити, що глобальне поширення технологiї мобiль-
ного зв’язку протягом останнiх десятирiч призвело до рiзкого зростання рiвня електромаг-
нiтних полiв мiкрохвильового дiапазону в оточуючому середовищi. Необхiдно пiдкресли-
ти, що сучаснi мiжнароднi норми безпеки для мiкрохвильового випромiнювання базується
виключно на теплових ефектах короткотривалого впливу на бiологiчнi тканини [2]. З iн-
шого боку, iснує багато доказiв нетеплових бiологiчних ефектiв електромагнiтного випро-
мiнювання радiодiапазону [9]. Саме тому здається логiчним прийняття у багатьох країнах
бiльш жорстких норм електромагнiтної безпеки, нiж рекомендованi ICNIRP. В Українi,
наприклад, дозволена густина енергiї радiохвиль становить 2,5 мкВт/см2, у Швейцарiї —
4 мкВт/см2, в Iталiї, Росiї та Китаї — 10 мкВт/см2 порiвняно з 500–1000 мкВт/см2, що
рекомендованi ICNIRP. Але навiть цi жорсткi норми часто не регулюють тривалiсть впли-
ву радiохвиль та не враховують дозу електромагнiтної енергiї для оцiнки ступеня ризику.
Проте цi пiдходи можуть бути критичними для користувачiв мобiльного зв’язку, особливо
молодi, яка буде пiддаватися дiї мiкрохвильового випромiнювання впродовж усього життя,
iнодi по декiлька годин на добу. Важливiсть тривалостi опромiнення для бiологiчних ефек-
тiв радiочастот була продемонстрована у деяких дослiдженнях i ранiше [10]. Зауважимо,
що вираженi стимулюючi бiологiчнi ефекти та навiть ефекти загоювання в мiнiмальних до-
зах радiохвиль були доведенi ще багато рокiв тому [9]. Це вказує на складнiсть механiзмiв
взаємодiї низькоiнтенсивного електромагнiтного випромiнювання радiодiапазону з бiоло-
гiчними об’єктами.
Таблиця 2. Вплив мiкрохвильового випромiнювання GSM 900 MГц на рiвень ушкоджень ДНК у клiтинах
38-годинних перепелиних ембрiонiв
Групи Дослiд I Контроль I Дослiд II Контроль II
Доза опромiнення, мДж/см2 21,55 — 89,59 —
Довжина хвоста, мкм 5,38 ± 0,35
∗∗∗
11,69 ± 0,87 21,20 ± 0,60
∗∗∗
12,13 ± 0,57
ДНК у хвостi, % 19,16 ± 0,88
∗∗∗
25,38 ± 1,35 29,24 ± 0,68
∗∗∗
22,32 ± 0,76
Момент хвоста 1,90 ± 0,27
∗∗∗
5,55 ± 0,69 8,55± 0,39
∗∗∗
4,52± 0,38
∗∗∗
p < 0,001 порiвняно з контролем.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №1 173
Рис. 1. Мікрофото ( 40) ДНК-комет 38-годинних перепелиних ембріонів: а — контроль; б — після
опромінення in ovo мікрохвильовим випромінюванням GSM 900 MГц протягом 38 год інкубації;
в — після опромінення in ovo мікрохвильовим випромінюванням GSM 900 MГц протягом 5 діб до
та 38 год інкубації
a б
в
Ранiше нами був продемонстрований м’який стимулюючий вплив на сомiтогенез пере-
пелиного ембрiону певного режиму мiкрохвильового опромiнення GSM 900 МГц in ovo [6].
Ефект був виявлений при використаннi iнтенсивностi мiкрохвильового випромiнювання
0,2 мкВт/см2, що на чотири порядки менша, нiж рекомендована ICNIRP. Метою даного
дослiдження було встановлення можливостi змiни напрямку (стимуляцiї або пригнiчення)
бiологiчного ефекту шляхом збiльшення часу опромiнення. Ми продемонстрували, що збiль-
шення часу опромiнення змiнює напрям бiологiчного ефекту мiкрохвильового випромiню-
вання щодо iнтенсивнiстi сомiтогенензу i, що найбiльш важливо, призводить до вiрогiдного
мутагенного ефекту, в той час як менша доза (менший час) опромiнення не призводили
до цього.
На сьогоднi питання первинних механiзмiв бiологiчних ефектiв низькоiнтенсивного ви-
промiнювання iнтенсивно вивчається та обговорюється. Значна кiлькiсть експерименталь-
них дослiджень вказують на участь активних форм кисню (АФК) у реалiзацiї бiологiчних
ефектiв мiкрохвильового випромiнювання. При цьому i мiтохондрiальний, i NADH-оксида-
зний шляхи утворення АФК у клiтинi можуть бути активованi мiкрохвильовим випромi-
нюванням певних режимiв [11, 12].
Експериментально доведено, що надлишкове утворення АФК внаслiдок дiї електро-
магнiтного випромiнювання радiодiапазону може призводити до окисного ушкодження
ДНК [11] та iнших негативних наслiдкiв, аж до загибелi клiтини [13].
Але не менш важливим є питання щодо можливих механiзмiв стимулюючих ефектiв
низькоiнтенсивного мiкрохвильового випромiнювання, пiдтверджених у нашому дослiджен-
нi. Ранiше нами був запропонований механiзм гормезису для стимулюючих ефектiв низько-
iнтенсивного мiкрохвильового випромiнювання [6]. Дiйсно, якщо рiвень потенцiйно небез-
печних метаболiчних змiн у живих клiтинах контролюється захисними системами (в тому
числi антиоксидантною та детоксикуючою), це може привести до їх активацiї, в результатi
чого й виникає певний стимулюючий ефект опромiнення. Наприклад, ця концепцiя може
бути залучена до пояснення зменшення ДНК-ушкоджень, виявлених у нашому дослiдженнi
при меншiй дозi мiкрохвильового опромiнення перепелиних ембрiонiв. Необхiдно пiдкресли-
ти, що ранiше подiбний дозозалежний ефект мiкрохвильового опромiнення був виявлений
на ДНК лiмфобластiв, лише доза опромiнення в дослiдженнi варiювалася iнтенсивнiстю
випромiнювання [5].
Щодо експериментальної моделi, використаної в даному дослiдженнi, то ембрiони пта-
хiв, у певному розумiннi, є класичним модельним об’єктом багатьох дослiджень, що мають
на метi провести оцiнку дiї того або iншого фактора на розвиток тваринного органiзму [14].
Iнтенсивна пролiферацiя та активний метаболiзм ембрiональних клiтин на раннiх етапах
ембрiогенезу робить їх надзвичайно чутливими до зовнiшнiх факторiв рiзної природи, вклю-
чаючи й мiкрохвильове випромiнювання. Активна пролiферацiя ембрiональних клiтин, оче-
видно, також була причиною високого рiвня ДНК-пошкоджень контрольних неопромiнених
ембрiонiв. При цьому нами продемонстровано, що час опромiнення настiльки ж важливий
для бiологiчних ефектiв низькоiнтенсивного мiкрохвильового випромiнювання, як i iншi
параметри опромiнення. Цей ефект необхiдно врахувати при оцiнцi сучасних норм елект-
ромагнiтної безпеки.
З iншого боку, отриманi нами данi можуть бути корисними при розглядi бiологiчних
ефектiв мiкрохвильового випромiнювання щодо ембрiонiв людини. Адже поширення систем
мобiльного зв’язку у сучасному свiтi призводить до пiдвищених рiвнiв опромiнення перева-
жної кiлькостi людей, включаючи вагiтних жiнок i ембрiони людини. Сьогоднi, наприклад,
174 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №1
деякi епiдемiологiчнi дослiдження демонструють зростання ризику повiкових розладiв у дi-
тей при їх внутрiшньоутробному опромiненнi мiкрохвилями [15].
В цiлому, нами встановлено, що опромiнення мiкрохвильовим випромiнюванням GSM
900 МГц стандартного мобiльного телефону може викликати рiзноспрямованi ефекти на iн-
тенсивнiсть сомiтогенезу та рiвень пошкоджень ДНК в ембрiональних клiтинах залежно вiд
часу опромiнення. Отриманi результати свiдчать про необхiднiсть подальшого ретельного
вивчення можливих ефектiв мiкрохвильового випромiнювання засобiв мобiльного зв’язку
на бiологiчнi системи, i, зокрема, на органiзм людини.
1. Baan R., Grosse Y., Lauby-Secretan B. et al. Carcinogenicity of radiofrequency electromagnetic fields //
Lancet Oncol. – 2011. – 12. – P. 624–626.
2. ICNIRP : Guidelines for limiting exposure to time-varying elecrtic, magnetic and electromagnetic fields (up
to 300 GHz) // Health Phys. – 1998. – 74. – P. 494–522.
3. Hardell L., Carlberg M., Soderqvist F. et al. Long-term use of cellular phones and brain tumours: increased
risk associated with use for > or =10 years // Occup Environ Med. – 2007. – 64. – P. 626–632.
4. Cardis E., Deltour I., Vrijheid M. et al. Brain tumour risk in relation to mobile telephone use: results of
the INTERPHONE international case-control study // Int J Epidemiol. – 2010. – 39. – P. 675–694.
5. Phillips J. L., Ivaschuk O., Ishida-Jones T. et al. DNA damage in Molt – 4 T-lymphoblastoid cells exposed
to cellular telephone radiofrequency fields in vitro // Bioelectrochemistry and Bioenergetics. – 1998. – 45. –
P. 103–110.
6. Tsybulin O., Sidorik E., Kyrylenko S. et al. GSM 900 MHz microwave radiation affects embryo development
of Japanese quails // Electromagnetic Biology and Medicine. – 2012. – 31. – P. 75–86.
7. Якименко И.Л., Хеншель Д., Сидорик Е.П. и др. Влияние электромагнитного излучения мобильного
телефона на сомитогенез птицы // Доп. НАН України. – 2011. – 1. – P. 146–152.
8. Singh N. P., McCoy M.T., Tice R.R. et al. A simple technique for quantitation of low levels of DNA
damage in individual cells // Exp Cell Res. – 1988. – 175. – P. 184–191.
9. Belyaev I. Dependence of non-thermal biological effects of microwaves on physical and biological variables:
implications for reproducibility and safety standards // Eur. J. Oncol. Library. – 2010. – 5. – P. 187–217.
10. Schwarz C., Kratochvil E., Pilger A. et al. Radiofrequency electromagnetic fields (UMTS, 1, 950 MHz)
induce genotoxic effects in vitro in human fibroblasts but not in lymphocytes // Int. Arch. Occup. Environ.
Health. – 2008. – 81. – P. 755–767.
11. De Iuliis G.N., Newey R. J., King B.V. et al. Mobile phone radiation induces reactive oxygen species
production and DNA damage in human spermatozoa in vitro // PLoS One. – 2009. – 4. – P. e6446.
12. Friedman J., Kraus S., Hauptman Y. et al. Mechanism of short-term ERK activation by electromagnetic
fields at mobile phone frequencies // Biochem J. – 2007. – 405. – P. 559–568.
13. Bas O., Odaci E., Kaplan S. et al. 900 MHz electromagnetic field exposure affects qualitative and quanti-
tative features of hippocampal pyramidal cells in the adult female rat // Brain Res. – 2009. – 1265. –
P. 178–185.
14. Henshel D. S., DeWitt J., Troutman A. Using chicken embryos for teratology studies // Curr Protoc
Toxicol. – 2003. – Chapt. 13. – P. Unit 13 14 11–19.
15. Divan H.A., Kheifets L., Obel C. et al. Prenatal and postnatal exposure to cell phone use and behavioral
problems in children // Epidemiology. – 2008. – 19. – P. 523–529.
Надiйшло до редакцiї 11.07.2012Iнститут експериментальної патологiї,
онкологiї i радiобiологiї iм. Р. Є. Кавецького
НАН України, Київ
Бiлоцеркiвський нацiональний аграрний унiверситет
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №1 175
А.С. Цыбулин, Е.П. Сидорик, О.В. Бреева, Л. Г. Бучинская,
И.Л. Якименко
Дозозависимый мутагенный эффект микроволнового излучения
Показано, что действие радиоизлучения стандарта GSM 900 МГц (0,21 мкВт/см2 на про-
тяжении 38 ч, прерывисто) на перепелиные эмбрионы приводит к достоверному (p < 0,001)
увеличению количества дифференцированных пар сомитов у 38-часовых эмбрионов по срав-
нению с контролем. Облучение эмбрионов на протяжении 158 ч (5 сут до и 38 ч после
начала инкубации) приводит к достоверному (p < 0,05) уменьшению количества диффе-
ренцированных пар сомитов у 38-часовых эмбрионов. Меньшая доза облучения приводит
к достоверному (p < 0,001) уменьшению одно- и двунитевых разрывов ДНК, большая доза
вызывает достоверное (p < 0,001) увеличение уровня повреждений ДНК в клетках 38-часо-
вых эмбрионов по сравнению с контролем.
O. S. Tsybulin, E. P. Sidorik, O.V. Brieiva, L. G. Buchynska, I. L. Yakymenko
Dose-dependent mutagenic effect of microwaves radiation
An exposure of quail embryos to GSM 900 MHz radiation with an average power density
of 0.21µW/cm2 discontinuously during 38 h, has led to a significant (p < 0.001) increase of the
number of differentiated somites in 38-h embryos as compared to the control. An exposure of quail
embryos discontinuously during 158 h (5 days before and 38 h during the incubation) has led to a
significant (p < 0.05) decrease of the number of differentiated somite pairs in 38-h embryos. The
lower dose of microwave irradiation has led to a significant (p < 0.001) decrease in the level of
DNA single and double strand breaks, while the higher dose has resulted in a significant increase
(p < 0.001) of DNA damages as compared to the control.
176 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №1
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-85379 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-02T10:45:31Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Цибулін, О.С. Сидорик, Є.П. Брєєва, О.В. Бучинська, Л.Г. Якименко, І.Л. 2015-07-28T14:19:23Z 2015-07-28T14:19:23Z 2013 Дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання / О.С. Цибулiн, Є.П. Сидорик, О.В. Брєєва, Л.Г. Бучинська, I.Л. Якименко // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 1. — С. 169-176. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85379 537.8 Показано, що дiя радiовипромiнювання стандарту GSM 900 МГц (0,21 мкВт/см² протягом 38 год, переривчасто) на перепелинi ембрiони приводить до вiрогiдного (p < 0,001) зростання кiлькостi диференцiйованих пар сомiтiв у 38-годинних ембрiонiв порiвняно з контролем. Опромiнення ембрiонiв протягом 158 год (5 дiб до та 38 год пiсля початку iнкубацiї) призводить до вiрогiдного (p < 0,05) зменшення кiлькостi диференцiйованих пар сомiтiв у 38-годинних ембрiонiв. Менша доза опромiнення приводить до вiрогiдного (p < 0,001) зменшення одно- та двониткових розривiв ДНК, в той час як бiльша доза призводить до вiрогiдного (p < 0,001) зростання рiвня ушкоджень ДНК у клiтинах 38-годинних ембрiонiв порiвняно з контролем. Показано, что действие радиоизлучения стандарта GSM 900 МГц (0,21 мкВт/см² на протяжении 38 ч, прерывисто) на перепелиные эмбрионы приводит к достоверному (p < 0,001) увеличению количества дифференцированных пар сомитов у 38-часовых эмбрионов по сравнению с контролем. Облучение эмбрионов на протяжении 158 ч (5 сут до и 38 ч после начала инкубации) приводит к достоверному (p < 0,05) уменьшению количества дифференцированных пар сомитов у 38-часовых эмбрионов. Меньшая доза облучения приводит к достоверному (p < 0,001) уменьшению одно- и двунитевых разрывов ДНК, большая доза вызывает достоверное (p < 0,001) увеличение уровня повреждений ДНК в клетках 38-часовых эмбрионов по сравнению с контролем. An exposure of quail embryos to GSM 900 MHz radiation with an average power density of 0.21μW/cm² discontinuously during 38 h, has led to a significant (p < 0.001) increase of the number of differentiated somites in 38-h embryos as compared to the control. An exposure of quail embryos discontinuously during 158 h (5 days before and 38 h during the incubation) has led to a significant (p < 0.05) decrease of the number of differentiated somite pairs in 38-h embryos. The lower dose of microwave irradiation has led to a significant (p < 0.001) decrease in the level of DNA single and double strand breaks, while the higher dose has resulted in a significant increase (p < 0.001) of DNA damages as compared to the control. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Біофізика Дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання Дозозависимый мутагенный эффект микроволнового излучения Dose-dependent mutagenic effect of microwaves radiation Article published earlier |
| spellingShingle | Дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання Цибулін, О.С. Сидорик, Є.П. Брєєва, О.В. Бучинська, Л.Г. Якименко, І.Л. Біофізика |
| title | Дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання |
| title_alt | Дозозависимый мутагенный эффект микроволнового излучения Dose-dependent mutagenic effect of microwaves radiation |
| title_full | Дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання |
| title_fullStr | Дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання |
| title_full_unstemmed | Дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання |
| title_short | Дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання |
| title_sort | дозозалежний мутагенний ефект мікрохвильового випромінювання |
| topic | Біофізика |
| topic_facet | Біофізика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85379 |
| work_keys_str_mv | AT cibulínos dozozaležniimutagenniiefektmíkrohvilʹovogovipromínûvannâ AT sidorikêp dozozaležniimutagenniiefektmíkrohvilʹovogovipromínûvannâ AT brêêvaov dozozaležniimutagenniiefektmíkrohvilʹovogovipromínûvannâ AT bučinsʹkalg dozozaležniimutagenniiefektmíkrohvilʹovogovipromínûvannâ AT âkimenkoíl dozozaležniimutagenniiefektmíkrohvilʹovogovipromínûvannâ AT cibulínos dozozavisimyimutagennyiéffektmikrovolnovogoizlučeniâ AT sidorikêp dozozavisimyimutagennyiéffektmikrovolnovogoizlučeniâ AT brêêvaov dozozavisimyimutagennyiéffektmikrovolnovogoizlučeniâ AT bučinsʹkalg dozozavisimyimutagennyiéffektmikrovolnovogoizlučeniâ AT âkimenkoíl dozozavisimyimutagennyiéffektmikrovolnovogoizlučeniâ AT cibulínos dosedependentmutageniceffectofmicrowavesradiation AT sidorikêp dosedependentmutageniceffectofmicrowavesradiation AT brêêvaov dosedependentmutageniceffectofmicrowavesradiation AT bučinsʹkalg dosedependentmutageniceffectofmicrowavesradiation AT âkimenkoíl dosedependentmutageniceffectofmicrowavesradiation |