CC BY
5
УДИ 613.167/. 168-07:616-008.9]-092.9
rv JJ. А. Томашевская, Ю. Д. Думанский
А ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ vN ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ 850—2750 МГц
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзесва
Биологическая активность электромагнитных полей (ЭМП) в диапазоне частот свыше 300МГц весьма значительна. Согласно современным представлениям, такие ЭМП могут вызывать нарушения обмена веществ, функций нервной, сер-дечно-сосудистой, эндокринной систем, приводить к ухудшению самочувствия людей, снижению резистентности организма [3, 5]. При систематическом воздействии ЭМП на организм человека уровнями, превышающими предельно де-пустимый, возникают реакции компенсации, которые при усилении воздействия переходят последовательно в более сложные репаративно-регенерационные и патологические реакции [8]. Степень функциональных нарушений и тяжесть патологических изменений зависят от уровня плотности потока энергии (ППЭ), времени облучения, а также индивидуальных особенностей организма. Кроме того, биологический эффект действия ЭМП зависит от его частоты и модуляции [1, 2].
Поэтому очевидна необходимость при разработке гигиенических нормативов определить безопасные значения параметров электромагнитного фактора, включающих энергетические, частотно-амплитудные, модуляционные и другие характеристики. Наиболее мощными источниками ЭМП являются радиолокационные станции (РЛС) гражданской авиации, работающие в диапазоне воли 10, 23 и 35 см. Все РЛС гражданской авиации используют импульсный режим работы. Для обоснования безопасных для населения гигиенических регламентов условий их
§
эксплуатации в экспериментах моделировали воздействия фактора в пределах реально существующего динамического диапазона и временных параметров. Эксперимент проводили на белых беспородных крысах, подвергавшихся воздействию импульсного ЭМП по 16 ч в сутки в течение 4 мес. В каждой серии наблюдений животные были разделены на группы соответственно изучаемым уровням ППЭ. Поскольку действие ЭМП носит прерывистый характер, условия облучения животных были следующими: в 10-сантиметровом (2750 МГц) диапазоне ППЭ 50, 100 и 500 мкВт/см2, частота посылок 400 Гц, время облучения в одном периоде 40 мс каждые 20 с, скважность воздействия 500 (I серия); в 23-сантиметровом (1310 МГц) диапазоне ППЭ 20 и¿г 100 мкВт/см2, частота посылок 400 Гц, время облучения в одном периоде 28 мс каждые 10 с, скважность воздействия 357 (II серия); в 35-сантнметровом (850 МГц) диапазоне ППЭ 20, 100 и 500 мкВт/см2, частота посылок 400 Гц, время облучения в одном периоде 67 мс каждые 6 с, скважность воздействия 90 (III серия).
В комплексе исследований биологических эффектов ЭМП важным для установления закономерностей взаимоотношения организма и фактора является изучение состояния метаболических процессов разных уровней интеграции — тканевого, клеточного и субклеточного. В ходе экспериментов определяли динамику активности прочно структурированных с мембранами митохондрий (сукцинатдегидрогеназа и цитохромсму ксидаза) и ферментов крови (церулоплазмин иГ
Таблица 1
Влияние импульсных ЭМП на некоторые биохимические показатели (М ± т)
Серия экспериментов Дли к а ВОЛНЫ, см ППЭ. мкВт/см2 Цитохромоксидаза митохондрий Сукцинатдегидрогеназа митохондрий Церулоплазмин сыворотки крови
печени | головного мозга печени | головного мозга
I 10 500 1,78±0,06 1,27±0,03* 1,48±0,06 1,23±0,05* 0,71 ±0,03*
100 1,81 ±0,05 1,39±0,02* 1,50±0,07 1,24±0,04* 0,66±0,027*
50 1,96±0,06 1,45±0,03 1,58±0,06 1,40±0,05 0,056±0.025
II 23 Контроль 2.0±0,05 1,50±0,04 1,60±0,05 1,36±0,04 0,052±0,02
100 1,73±0,06* 1,31 ±0,047 1,67±0,05* 1,41 ±0,043 0,60 ±0.023
20 1,77±0,06 1,39±0,04 1,83±0,06 1,39±0,043 0,56±0,020
III 35 Контроль 1,9+0,04 1,42±0,03 1,83±0,04 1,45+0,05 0,53+0,017
500 2.0+0,05* !,28±0,04 1,44±0,048 1,42±0,036 0,68±0,02
100 2,05±0,03* 1,26±0,034 1,46±0,05 1,4±0,03 0,6±0.027
20 2,11 ±0,05 7,27 ±0,04 1,51 ±0,05 1,45±0,052 0,53±0,0б
Контроль 2,1 ±0,05 1,29±0,03 1,53±0,04 1,46±0,045 0,56±0,02.
Примечание. Звездочка — различия достоверны при р < 0,05.
холииэстераза), уровень глюкозы в крови и гликогена в тканях печени и головного мозга.
В результате исследований выявлены изменения метаболических показателей. Во всех сериях отмечалась четкая зависимость эффекта от уровня ППЭ (табл. ]). Так, в I серии, начиная Л 2-го месяца воздействия ЭМП 10-сантиметрового диапазона, была снижена активность сукии-^ натдегидрогеназы в митохондриях головного мозга крыс. При ППЭ 500 и 100 мкВт/см2 угнетение цитохромоксидазы составило соответственно 16 и 10 %, а сукцинатдегидрогеназы— в среднем 10 %. В митохондриях печени отмечалась тенденция к снижению активности этих ферментов. Наряду с этим наблюдалось компенсаторное усиление гликолиза (по уровню глюкозы в крови и гликогена в тканях).
При ППЭ 500 мкВт/см2 активность церуло-плазмина увеличивалась по сравнению с контролем на 26%, при 100 мкВт/см2 — на 17%. При ППЭ тех же уровней угнетение холинэстеразы составило 20 и 14 % соответственно величине . действующего уровня, причем выраженность из-- ИГенений показателей ферментативной активности была меньше в последующих группах, чем в предыдущих. Наименее выраженным оказался эффект при ППЭ 50 мкВт/см2.
Во II серии (ЭМП 23-сантиметрового диапазона) также имелась четкая зависимость между эффектом и уровнем ППЭ. При воздействии максимального уровня ППЭ (100 мкВт/см2) достоверные изменения показателей наблюдались на 4-м месяце воздействия. Угнетение цитохромоксидазы и сукцинатдегидрогеназы митохондрий печени составило почти 10 % (р<0,05) по сравнению с контролем. В митохондриях головного мозга снижение активности цитохромоксидазы наблюдалось лишь на 2-м месяце воздействия. 4-месячное облучение вызывало достовер-ж>е повышение активности церулоплазмина на 13 %• В то же время в группе, где животных облучали ЭМП с минимальным уровнем ППЭ $ (20 мкВт/см2), статистически достоверных изменений по отношению к контролю не отмечено.
В III серии (ЭМП 35-сантиметрового диапазона) при уровнях ППЭ 500 и 100 мкВт/см2 снижена активность цитохромоксидазы митохондрий печени, повышена активность церулоплазмина сыворотки крови. Причем достоверное (р< <0,05) увеличение активности церулоплазмина наблюдалось в течение первых 2 мес воздействия ЭМП с ППЭ 500 мкВт/см2. В группе с минимальным уровнем ППЭ (20 мкВт/см2) ни по одному из показателей достоверных изменений по сравнению с контролем не установлено.
Период последействия (в течение 1 мес) характеризовался нормализацией изученных пока-4 зателей.
Результаты, полученные в трех сериях экспериментов, свидетельствуют о том, что импульсные ЭМП вызывают изменение важных метабо-
Таблица 2
Сравнительная характеристика функционального состояния метаболических процессов в зависимости от действующего
ЭМП
о» <6 <а
Серия X ¿■8 ¿2 2 о н о л с о
эксперимен- н - с. —
тов Часп МГц ППЭ мкВт §1 51 § = » М >>о сч ич: ХОЛИ раза >» а, а <и С
I 2750 500 ++ Н-+ + +
100 ++ + + +
50 — _ _ _
II 1310 100 + 1 — ++
20 — — — -+
III 850 500 + — — ++
100 + — — +
20
П р и м е ч а н и е. + слабо выраженные изменения, +-Г выраженные, — недостоверные.
лических показателей, значимых для организма. В первую очередь это относится к изменению активности ферментов, локализованных на мембранах митохондрий. Степень нарушения активности органоидсвязанных ферментов характеризует метаболические механизмы повреждения клеточных мембран при действии факторов окружающей среды. Мембранотропный эффект в важнейших внутриклеточных структурах различных органов как универсальный признак метаболических механизмов этих взаимоотношений [6] четко проявляется под влиянием сравнительно высоких интенсивностей импульсных ЭМП трех изученных диапазонов. Ранее проведенными экспериментальными исследованиями [4, 7] показано, что развитие биологических эффектов, возникающих под влиянием ЭМП, также сопровождается изменением активности маркерных ферментов митохондрий.
Следует подчеркнуть, что отмеченные изменения показателей находились в зависимости от действующей интенсивности ЭМП, в отдельных случаях — от органной принадлежности и времени воздействия. Такая зависимость имела место в каждой серии, по мере возрастания уровня ППЭ усиливалась выраженность дезорганизации метаболических показателей (табл. 2).
Воздействие на организм ЭМП 10, 23 и 35 см диапазона уровня ППЭ 100 мкВт/см2 следует признать неблагоприятным, поскольку отклонения показателей статистически достоверно отличаются от контроля (/?<0,05) и достаточно долго сохраняются на протяжении эксперимента. Кроме того, такой характер воздействия фактора определяется еще и выходом за пределы (±2сг) физиологических колебаний показателя для данного времени года. Однако понятие биохимической нормы пока окончательно не разработано. Отсутствие четких критериев нормы затрудняет решение вопроса о функциональном
состоянии организма во взаимодействии с окружающей средой, о строгом разграничении возникновения и последовательного перехода от одного типа приспособительных реакций к другому.
Вместе с тем, используя критерии отдельных тестов, можно считать неблагоприятными изменения активности митохондриальной цитохромок-сидазы, не выходящие за пределы физиологического разброса, как обусловленные мембранопо-вреждающим эффектом импульсных ЭМП.
Сравнительный анализ результатов, полученных по всем трем сериям экспериментов, показал зависимость изменения метаболических показателей не только от величины ППЭ внутри серий, но и от частотных характеристик ЭМП. Выраженность биологического эффекта увеличивается с повышением частоты (см. табл. 2).
Таким образом, проведенные исследования позволили установить, что изменения метаболизма па различных уровнях интеграции находятся в зависимости от частоты, величины действующей интенсивности и продолжительности воздействия. Полученные результаты служат экспериментальным доказательством необходимости дифференцированной регламентации импульсных ЭМП для каждого класса радиолокаторов с учетом их частотных, энергетических и временных характеристик.
УДК 614.7+6I3.G2|:658
Для решения различных медико-биологических и социально-гигиенических проблем все большее распространение получают автоматизированные информационные системы (АИС), осуществляющие учет и анализ всевозможных данных [1, 5— 7, 10, 13—15]. При разработке АИС первоочередной и весьма трудоемкой задачей является создание системы сбора данных [11], причем задачей тем более значительной, чем выше иерархический уровень системы и особенно чем сложнее состав объекта исследования.
Примером системы, решающей широкий спектр задач по изучению сложного объекта, состоящего
Литература
1. А коев И. Г. // Биологические эффекты э.псктромагннтных полей: Вопросы их использования и нормирования. — Пущи ио, 1986.— С. 129—135.
2. Думанский Ю. Д.. Иванов Д. С., Карачев И. И. // Гиг. и сан,— 1986, — № 12,— С. 15—17. ±
3. Думанский Ю. Д., Сердюк А. П., Лось И. П. Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека. — Киев, 1975.
4. Думанский Ю. Д., Томашевская Л. А. // Гиг. и сан.— 1
1982. — № 6. — С. 23—25.
5. Лысина Г. Г., Ииконова К. В. Профессиональная патология при воздействии электромагнитной энергии сверхвысокой частоты. — Киев, 1986.
6. Сидоренко Г. И., Меркурьева Р. В. // Гиг. и сан. —
1983. — № 6. — С. 47—49.
7. Томашевская Л. А.// Врач. дело.— 1985. — № 5. — С. 101 — 103.
8. Шандала М. Г. // Биологические эффекты электромагнитных полей: Вопросы их использования и нормирования. — Пущине. 1986.— С. 135—143.
Поступила 20.10.87
Summary. Functional stale of some metabolic processor | has been analyzed under the impact of electromagnetic fielos (EMF) of 850, 1310 and 2750 mHz with various levels of energy flux density (20-500 jiWh/cm2). The study indicated dependence of variations of the examined indicators on some physical characteristics of active pulse EMF, i. e., frequency, energy and time indices.
из большого числа разнородных элементов, служит АИС охраны труда, окружающей среды и здоровья населения, предназначенная для осуществления динамического наблюдения, анализа и оценки получаемой информации, моделирования и прогнозирования сложных взаимодействий в системе производство (источник воздействия) — окружающая среда — здоровье населения. Основными элементами данной АИС являются система сбора данных, банк данных, блок анализа и оценки информации, блок моделирования и прогнозирования [3]. В настоящем сообщении освещаются основные принципы создания для АИС
Социальная гигиена, история гигиены, организация санитарного дела
.52.011.56
Я. А. Лещенко, Г. Л. Семенов
ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ МНОГОЦЕЛЕВОЙ СИСТЕМЫ СБОРА ДАННЫХ ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ТРУДА, ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ
Институт биофизики Минздрава СССР, Москва
