Научная статья на тему 'КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В КРОВИ КРЫС ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ МНОГОЧАСТОТНОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ОБЛУЧЕНИИ ОТ СИСТЕМ СОТОВОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТОВ GSM, UMTS И LTE'

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В КРОВИ КРЫС ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ МНОГОЧАСТОТНОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ОБЛУЧЕНИИ ОТ СИСТЕМ СОТОВОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТОВ GSM, UMTS И LTE Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
26
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МНОГОЧАСТОТНОЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ / БАЗОВЫЕ СТАНЦИИ СОТОВОЙ СВЯЗИ / ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ / АНТИОКСИДАНТНАЯ И ПРООКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ / КРОВЬ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Перов С.Ю., Коньшина Т.А., Кислякова А.А.

В процессе хронического многочастотного облучения электромагнитными полями действующих стандартов сотовой связи (GSM, UMTS и LTE) изучалось состояние показателей прооксидантной и антиоксидантной активности в крови крыс линии Wistar. Животных облучали непрерывно в течение 4-х месяцев электромагнитными полями на частотах 1800, 2100 и 2600 МГц с суммарным уровнем ППЭ 250 мкВт/см2 (GSM-20%; UMTS-20%; LTE-60%). Периферическую кровь для анализов получали у крыс после декапитации в конце каждого месяца экспозиции в одно и то же время суток у опытных и контрольных групп животных. Обнаружен колебательный характер первичных продуктов показателей липидной пероксидации (диеновые конъюгаты) и фермента антиоксидантной активности (каталазы) в сыворотке крови крыс в динамике длительного многочастотного облучения. Предполагается, что обнаруженный эффект модуляции про- и антиоксидантной активности в крови животных связан с влиянием на уровень образования активных форм кислорода и может быть прямым следствием электромагнитного воздействия. Обнаруженный эффект хронического воздействия многочастотных электромагнитных полей базовых станций сотовой связи на перекисное окисление липидов в крови может иметь неблагоприятные последствия, что требует дальнейшего изучения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Перов С.Ю., Коньшина Т.А., Кислякова А.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

OXIDATIVE FLUCTUATIONS IN RAT BLOOD EXPOSED TO GSM, UMTS AND LTE MULTI-FREQUENCY ELECTROMAGNETIC FIELD

The paper presents results of research on effects of long term continuous animals exposure to multi-frequency electromagnetic fields of the mobile communication standards (GSM, UMTS and LTE). Prooxidant and antioxidant activity was investigated in the blood of exposed Wistar rats. The animals were continuously exposed to electromagnetic fields at frequencies of 1800, 2100 and 2600 MHz with the total power density of 250 mW/cm2 (GSM-20%; UMTS-20%; LTE-60%). Peripheral blood samples were taken from the affected and control rats after the decapitation at the end of each month of exposure. Fluctuations in indices of lipid peroxidation (diene conjugates) and antioxidant activity (enzyme, catalases) were observed at all stages of the exposure. The modulation effect of prooxidant and antioxidant activity in animals blood serum is suggested to depend on the amount of formed reactive oxygen species, and it may be caused by the direct effect of electromagnetic fields. The modulation effect of long-term continuous exposure to multi-frequency electromagnetic fields of mobile communication base stations on the blood lipid peroxidation may cause unfavorable consequences, which requires further study. The obtained results indicate necessity to take into account the detected modulating effect that can affect the level of reactive oxygen species.

Текст научной работы на тему «КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В КРОВИ КРЫС ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ МНОГОЧАСТОТНОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ОБЛУЧЕНИИ ОТ СИСТЕМ СОТОВОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТОВ GSM, UMTS И LTE»

DOI: 10.21870/0131-3878-2023-32-2-88-95 УДК 612.014.424/.426:616.155.1]-092.9

Колебательный характер окислительных процессов в крови крыс при хроническом многочастотном электромагнитном облучении от систем сотовой связи стандартов GSM, UMTS и LTE

Перов С.Ю., Коньшина Т.А., Кислякова А.А.

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда им. академика Н.Ф. Измерова», Москва

В процессе хронического многочастотного облучения электромагнитными полями действующих стандартов сотовой связи (GSM, UMTS и LTE) изучалось состояние показателей проокси-дантной и антиоксидантной активности в крови крыс линии Wistar. Животных облучали непрерывно в течение 4-х месяцев электромагнитными полями на частотах 1800, 2100 и 2600 МГц с суммарным уровнем ППЭ 250 мкВт/см2 (GSM-20%; UMTS-20%; LTE-60%). Периферическую кровь для анализов получали у крыс после декапитации в конце каждого месяца экспозиции в одно и то же время суток у опытных и контрольных групп животных. Обнаружен колебательный характер первичных продуктов показателей липидной пероксидации (диеновые конъюгаты) и фермента антиоксидантной активности (каталазы) в сыворотке крови крыс в динамике длительного многочастотного облучения. Предполагается, что обнаруженный эффект модуляции про- и антиоксидантной активности в крови животных связан с влиянием на уровень образования активных форм кислорода и может быть прямым следствием электромагнитного воздействия. Обнаруженный эффект хронического воздействия многочастотных электромагнитных полей базовых станций сотовой связи на перекисное окисление липидов в крови может иметь неблагоприятные последствия, что требует дальнейшего изучения.

Ключевые слова: многочастотное электромагнитное поле, базовые станции сотовой связи, перекисное окисление липидов, антиоксидантная и прооксидантная активность, кровь.

Введение

Гомеостаз, как процесс скоординированных реакций в организме, осуществляется, как правило, на основе мультисистемной регуляции и направлен на поддержание адаптационного динамического равновесия. Обеспечение этих процессов осуществляется благодаря нескольким альтернативным механизмам регуляции, одним из которых является свободнорадикальное перекисное окисление липидов [1]. Стабильность этого показателя в нормальных условиях обеспечивается взаимодействием антиоксидантных и прооксидантных систем организма, принимающих участие практически во всех физиологических процессах.

Однако при действии самых различных факторов равновесие может нарушиться, что сопровождается образованием избытка продуктов перекисного окисления липидов, которые оказывают токсическое действие и способствуют формированию окислительного стресса [2]. Таким образом, изучение процессов липидной пероксидации представляет интерес для оценки уровня окислительного стресса, его повреждающего потенциала и влияния на состояние организма в целом. В качестве показателей прооксидантной активности используется содержание первичных (диеновые конъюгаты) и вторичных (кетодиены) продуктов пероксидации липидов, тогда как состояние антиоксидантной системы организма оценивается по активности таких ферментов как каталаза [3].

Исторически сложилось так, что основное внимание к процессам липидной пероксидации было сосредоточено в области изучения эффектов ионизирующей радиации и в меньшей

Перов С.Ю.* - зав. лаб., д.б.н.; Коньшина Т.А. - науч. сотр., к.б.н.; Кислякова А.А. - мл. науч. сотр. ФГБНУ «НИИ МТ». •Контакты: 105275, Москва, Проспект Будённого, 31. Тел.: +7 (495) 366-86-39; e-mail: perov@irioh.ru.

степени электромагнитных излучений, поскольку они не являются ионизирующими. Однако этот аргумент был оспорен многочисленными экспериментальными и теоретическими исследованиями биологических эффектов действия электромагнитных полей (ЭМП), в том числе и создаваемых системами сотой связи, так как они могут вызывать окислительный стресс [4-6]. Согласно последним данным, общее воздействие ЭМП на население за рассматриваемый период с 2016 по 2021 гг. увеличилось в 2,3 раза, причём, в основном, за счёт сотовой связи [7]. Реальная оценка электромагнитной обстановки в больших городах показала, что население находится под постоянным круглосуточным воздействием сложной комбинации ЭМП различных частот и интен-сивностей от базовых станций сотовой связи - преимущественно на частотах 900, 1800, 2100 и 2600 МГц [8]. Последнее обстоятельство нельзя не принимать во внимание при проведении лабораторных медико-биологических исследований, которые более точно имитируют реальные условия воздействия ЭМП нескольких частот от базовых станций сотовой связи на население [9]. В то же время изучению особенностей биологического окисления, обеспечивающего энергетический обмен в организме, и его изменений в форме развития окислительного стресса и адаптационных реакций в условиях длительного воздействия ЭМП от современных систем сотовой связи уделяется недостаточно внимания.

В соответствии с этими данными целью исследований явилось изучение основных показателей прооксидантной и антиоксидантной активности в крови лабораторных животных при облучении ЭМП, имитирующим многочастотное воздействие систем сотовой связи стандартов GSM, UMTS и LTE, и оценка возможности отклонения от гомеостатического равновесия в условиях длительного хронического воздействия.

Материалы и методы

Объектами исследований являлись 120 белых крыс-самцов линии Wistar с массой на начало эксперимента 180-200 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария в контролируемых условиях окружающей среды (18-20 °С, относительная влажность воздуха 30-70%). Световой режим комбинированный (естественный/искусственный) составлял по 12 ч в сутки, крысы в течение всего эксперимента имели доступ к воде и корму ad libitum. Все животные были случайным образом разделены на 2 равные группы, затем каждая половина была дополнительно поделена на 5 групп по 12 особей в каждой. В процессе экспозиции радиопрозрачные клетки с крысами (по 6 в каждой) размещались на деревянных стеллажах в зоне облучения на расстоянии 3 м от антенн источников ЭМП. Экспериментальное исследование по оценке биологических эффектов было одобрено локальным этическим комитетом ФГБНУ «НИИ МТ».

В лабораторном стенде в процессе облучения животных создавалась имитация режимов работы базовых станций сотовой связи действующих стандартов - GSM (2G), UMTS (3G) и LTE FDD (4G) при соответствующих частотах: 1800, 2100 и 2600 МГц. Все экспериментальные группы находились в одинаковых условиях облучения ЭМП с суммарным уровнем плотностей потока энергии (ППЭ) 250 мкВт/см2 (GSM-20%; UMTS-20%; LTE-60%). Параллельный контроль находился в отдельном помещении в идентичных условиях, но без воздействия ЭМП. Контроль величин ППЭ в зоне облучения животных ЭМП проводился измерителями Narda NBM-550 (Narda AG, Германия) и Narda SRМ-3006 (Narda AG, Германия).

Облучение проводилось круглосуточно в течение 4-х мес., и по окончанию каждого месяца экспозиции осуществлялся забор проб периферической крови опытной и контрольной групп

животных путём декапитации. Содержание диеновых конъюгатов в сыворотке крови определяли спектрофлуориметрическим методом по коэффициентам экстинкции (еМ, мл-1хсм-1) в максимумах поглощения против холостой пробы 233 нм (еМ=23200), в гексановом экстракте по отношению к контрольному образцу на спектрофотометре Сагу-50 ^апап, США) [10]. Активность ката-лазы оценивали с помощью метода, основанного на способности перекиси водорода образовывать с солями молибдена стойкий окрашенный комплекс [11].

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью теста Шапиро-Уилка, критерия Краскела-Уоллиса, критерия Данна при визуализации результатов с помощью диаграммы размаха в программной среде R. Оценка воздействия ЭМП на животных проводилась путём сравнения биологических показателей опытных групп с аналогичными показателями параллельных контрольных группы спустя 1, 2, 3 и 4 мес. круглосуточного (24 часового) облучения животных. Определение различий в сравниваемых экспериментальных группах осуществлялось с использованием критерия Краскела-Уоллиса - непараметрического аналога дисперсионного анализа. При отсутствии различий по этому критерию делался вывод об отсутствии статистически значимых различий между сравниваемыми группами. В случае, если различие было обнаружено, проводились попарные сравнения с контрольной группой с помощью непараметрического критерия Данна. Полученные результаты представлены в виде медианы и межквартильного размаха [25-й перцентиль; 75-й перцентиль].

Результаты и обсуждение

В результате проведённых экспериментов были получены данные, анализ которых позволил заключить, что фактические показатели состояния липидной пероксидации в крови крыс в результате длительного многочастотного облучения ЭМП в сопоставлении с контрольными животными носили колебательный характер.

Согласно полученным результатам анализов, уровень диеновых конъюгатов в сыворотке крови крыс в первый месяц экспозиции составлял 528,01 [460,47; 594,12] пкмол/л, в то время как у контрольных животных он был несколько повышен до 645,71 [547,95; 678,20] пкмол/л (рис. 1). В процессе продолжения облучения на второй месяц эксперимента наблюдался противоположный эффект - повышение содержания диеновых конъюгатов до 1050,16 [898,45; 1168,51] пкмол/л, что по сравнению с группой параллельного контроля 632,07 [472,44; 707,78] пкмол/л было статистически достоверным (р=0,0014). Спустя 3 мес. после начала облучения в содержании диеновых конъюгатов в сыворотке крови облучённых крыс наблюдались противоположные результаты, которые заключались во вторичном, значительном и достоверном (р=0,0045) падении концентрации диеновых конъюгатов до 187,02 [162,22; 381,89] пкмол/л, в контроле - 488,89 [439,34; 660,58] пкмол/л. Однако в самом конце облучения (четвёртый день эксперимента) содержание диеновых конъюгатов в крови опытных и контрольных крыс практически сравнялось и составляло 472,14 [398,63; 534,54] пкмол/л и 479,55 [431,31; 572,17] пкмол/л соответственно.

Варьирование активности каталазы в сыворотке крови крыс в процессе длительного многочастотного облучения ЭМП также носило колебательный характер и, в первом приближении, демонстрировало противоположную тенденцию (рис. 2). Результаты первого месяца эксперимента выявили тенденцию к увеличению активности каталазы в крови облучённых крыс до 9,53 [9,13; 10,52] ммол/л по сравнению с группой параллельного контроля - 8,89 [8,07; 9,29] ммол/л. В последующие (второй и третий) месяцы эксперимента уровень активности каталазы в сыво-

ротке крови крыс после экспозиции незначительно варьировался от 8,29 [7,51; 9,81] ммол/л до 8,95 [8,01; 11,07] ммол/л и от 8,21 [6,47; 9,50] ммол/л до 8,83 [8,06; 9,92] ммол/л у животных контрольной группы. В четвёртый месяц при окончании эксперимента у облучённых крыс было установлено снижение активности каталазы до 7,86 [7,07; 8,25] ммол/л при относительно неизменном уровне у контрольных животных - 8,27 [6,87; 9,27] ммол/л.

Рис. 1. Разница концентраций диеновых конъюгатов в сыворотке крови крыс опытной группы к контролю, в пмоль/л; *р<0,01 (по отношению к контролю).

АСк, м^ль/л

0,5 0,3

0,1 контроль

-0,1

-0,3

-0,5

месяц

Рис. 2. Разница концентраций каталазы в сыворотке крови крыс опытной группы

к контролю, в ммоль/л.

1

2

3

Предпринятые в последние десятилетия многочисленные исследования биологических эффектов ЭМП от различных техногенных источников сделали электромагнитное излучение одним из наиболее хорошо изученных физических факторов окружающей среды [12]. Особенное внимание было обращено на быстро развивающееся использование ЭМП в тех областях, которые предполагается использовать в будущих технологиях сотовой связи, и которые могут представлять потенциальную опасность для населения [13]. В последнее время повышенный интерес возник к процессу липидной пероксидации и антиоксидантной защиты, поскольку ЭМП стало рассматриваться как фактор, способный нарушить баланс между прооксидантной и антиоксидантной системами и тесно связанный с образованием в тканях активных форм кислорода [14].

Облучение самцов крыс Sprague Dawley ЭМП частотами 900, 1800 и 2100 МГц по 2 ч в сутки на протяжении 6 мес. вызвало изменения общего окси- и антиоксидантного статуса животных в сторону усиления окисления липидов и повышения образования окислительных повреждений в тканях [15]. Изучение связи между облучением самцов крыс Sprague-Dawley ЭМП низких интенсивностей (ППЭ от 0,038+0,03 мВт/см2 до 127+0,04 мВт/см2) с частотами 1800 и 2100 МГц сотовой связи по 2 ч в день в течение 7 мес. и состоянием оксидантной и антиоксидантной систем животных выявило нарушение равновесия в этих системах и развитие окислительного повреждения в тканях [16]. В других исследованиях крысы Wistar подвергались воздействию ЭМП с частотами 900, 1800 и 2100 МГц при величинах ППЭ от 8,237 мВт/см2 до 11,638 мВт/см2 по 1 ч в день, 5 дней в неделю в течение 1 мес. [17]. Отмечено достоверное снижение уровня в тканях таких антиоксидантов как супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионредуктаза наряду с уменьшением массы тела и некоторых гематологических показателей у облучённых животных (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, гемоглобина и гематокрита) по сравнению с контрольной группой.

В результате облучения самцов крыс Sprague Dawley ЭМП с частотой 1,8 ГГц при ППЭ 201,7 мкВт/см2 по 2 ч в день в течение 32 дней были выявлены изменения в циркадных ритмах уровней некоторых антиоксидантов (глютатионпероксидазы и супероксиддисмутазы) в плазме крови животных по сравнению с контрольной группой [18]. Анализ результатов многочисленных исследований влияния ЭМП систем сотовой связи (900, 1800, 2100, 2400 МГц) на эндокринные маркеры циркадного ритма (мелатонин и кортизол) в экспериментальных исследованиях и при участии добровольцев позволяет предположить, что ЭМП принимают непосредственное участие во влиянии на биологические ритмы [19]. В выполненных в последнее время исследованиях обнаружено модулирующее действие ЭМП частотой 1,8 ГГц на образование активных форм кислорода в культивируемых клетках человека HEK293 в результате 15-минутного облучения [20]. Показано, что воздействие ЭМП вызывает образование активных форм кислорода в клетках при изменении экспрессии генов как антиоксидантных, так и окислительных ферментов. Предполагается, что модуляция внутриклеточных активных форм кислорода может быть прямым следствием электромагнитного воздействия, зависит от частоты и амплитуды сигнала и способна вызывать окислительный стресс за счёт изменения равновесия окислительно-антиоксидантных параметров в клетках.

Заключение

В процессе проведения исследований обнаружен эффект модуляции про- и антиоксидантной активности в крови животных в процессе хронического облучения многочастотными ЭМП базовых станций сотовой связи действующих стандартов GSM, UMTS и LTE при средней величине ППЭ 250 мкВт/см2. Предполагается, что обнаруженный эффект связан с влиянием на уровень образования активных форм кислорода и может быть прямым следствием электромагнитного воздействия. Обнаруженный эффект хронического воздействия многочастотных ЭМП базовых станций сотовой связи на перекисное окисление липидов в крови может иметь неблагоприятные последствия, что требует дальнейшего изучения. Полученные результаты указывают, что при гигиенической оценке безопасных уровней воздействия ЭМП необходимо учитывать обнаруженный модулирующий эффект, способный влиять на уровень активных форм кислорода.

Литература

1. Новиков К.Н., Котелевцев С.В., Козлов Ю.П. Свободно-радикальные процессы в биологических системах при действии факторов окружающей среды. М.: РУДН, 2011. 199 с.

2. Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К., Бондарь И.А., Круговых Н.Ф., Труфакин В.А. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М.: Слово, 2006. 556 с.

3. Sies H., Berndt C., Jones D.P. Oxidative stress //Annu. Rev. Biochem. 2017. V. 86. P. 715-748.

4. Dasdag S., Akdag M.Z. The link between radiofrequencies emitted from wireless technologies and oxidative stress //J. Chem. Neuroanat. 2016. V. 75. P. 85-93.

5. Schuermann D., Mevissen M. Manmade electromagnetic fields and oxidative stress - biological effects and consequences for health //Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22, N 7. P. 3772.

6. Georgiou C.D., Kalaitzopoulou E., Skipitari M., Papadea P., Varemmenou A., Gavriil V., Sarantopoulou E., Kollia Z., Cefalas A.C. Physical differences between man-made and cosmic microwave electromagnetic radiation and their exposure limits, and radiofrequencies as generators of biotoxic free radicals //Radiat. 2022. V. 2, N 4. P. 285-302.

7. Boussad Y., Chen X.L., Legout A., Chaintreau A., Dabbous W. Longitudinal study of exposure to radio frequencies at population scale //Environ. Int. 2022. V. 162. P. 107144.

8. Chiaramello E., Bonato M., Fiocchi S., Tognola G., Parazzini M., Ravazzani P., Wiart J. Radio frequency electromagnetic fields exposure assessment in indoor environments: a review //Int. J. Environ. Res. Public Health. 2019. V. 16, N 6. P. 955.

9. Sienkiewicz Z., Calderón C., Broom K.A., Addison D., Gavard A., Lundberg L., Maslanyj M. Are exposures to multiple frequencies the key to future radiofrequency research? //Front. Public Health. 2017. V. 5. P. 328.

10. Pompella A., Maellaro E., Casini A.F., Ferrari M., Ciccoli L., Comporti M. Measurement of lipid peroxidation in vivo: a comparison of different procedures //Lipids. 1987. V. 22, N 3. P. 206-211.

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

12. Foster K. R., Ziskin M. C., Balzano Q. Three quarters of a century of research on RF exposure assessment and dosimetry - what have we learned? //Int. J. Environ. Res. Public Health. 2022. V. 19, N 4. P. 2067.

13. Markov M.S. Mobile communications and public health. Boca Raton, Fl, USA: CRC Press Taylor & Francis Group LLC, 2019. P. 1-23.

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

15. Alkis M.E., Bilgin H.M., Akpolat V., Dasdag, S., Yegin, K., Yavas, M.C., Akdag M.Z. Effect of 900-, 1800-, and 2100-MHz radiofrequency radiation on DNA and oxidative stress in brain //Electromagn. Biol. Med. 2019. V. 38, N 1. P. 32-47.

16. Alkis M.E., Akdag M.Z., Dasdag S. Effects of low-intensity microwave radiation on oxidant-antioxidant parameters and DNA damage in the liver of rats //Bioelectromagnetics. 2021. V. 42, N 1. P. 76-85.

17. Sharma A., Shrivastava S., Shukla S. Oxidative damage in the liver and brain of the rats exposed to frequency-dependent radiofrequency electromagnetic exposure: biochemical and histopathological evidence //Free Radic. Res. 2021. V. 55, N 5. P. 535-546.

18. Cao H., Qin F., Liu X., Wang J., Cao Y., Tong J., Zhao H. Circadian rhythmicity of antioxidant markers in rats exposed to 1.8 GHz radiofrequency fields //Int. J. Environ. Res. Public Health. 2015. V. 12, N 2. P. 2071-2087.

19. Selmaoui B., Touitou Y. Association between mobile phone radiation exposure and the secretion of melatonin and cortisol, two markers of the circadian system: a review //Bioelectromagnetics. 2021. V. 42, N 1. P. 5-17.

20. Pooam M., Jourdan N., Aguida B., Dahon C., Baouz S., Terry C., Raad H., Ahmad M. Exposure to 1.8 GHz radiofrequency field modulates ROS in human HEK293 cells as a function of signal amplitude //Commun. Integr. Biol. 2022. V. 15, N 1. P. 54-66.

Oxidative fluctuations in rat blood exposed to GSM, UMTS and LTE multi-frequency

electromagnetic field

Perov S.Yu., Konshina T.A., Kislyakova A.A.

Izmerov Research Institute of Occupational Health, Moscow

The paper presents results of research on effects of long term continuous animals exposure to multi-frequency electromagnetic fields of the mobile communication standards (GSM, UMTS and LTE). Prooxidant and antioxidant activity was investigated in the blood of exposed Wistar rats. The animals were continuously exposed to electromagnetic fields at frequencies of 1800, 2100 and 2600 MHz with the total power density of 250 |W/cm2 (GSM-20%; UMTS-20%; LTE-60%). Peripheral blood samples were taken from the affected and control rats after the decapitation at the end of each month of exposure. Fluctuations in indices of lipid peroxidation (diene conjugates) and antioxidant activity (enzyme, catalases) were observed at all stages of the exposure. The modulation effect of prooxidant and antioxidant activity in animals blood serum is suggested to depend on the amount of formed reactive oxygen species, and it may be caused by the direct effect of electromagnetic fields. The modulation effect of long-term continuous exposure to multi-frequency electromagnetic fields of mobile communication base stations on the blood lipid peroxidation may cause unfavorable consequences, which requires further study. The obtained results indicate necessity to take into account the detected modulating effect that can affect the level of reactive oxygen species.

Key words: multi-frequency electromagnetic field, base station of mobile communication, lipid peroxidation, antioxidant and prooxidant activity, blood.

References

1. Novikov K.N., Kotelevtsev S.V., Kozlov Yu.P. Svobodno-radikal'nyye protsessy v biologicheskikh sistemakh pri deystvii faktorov okruzhayushchey sredy [Environmental factors influence at free radical processes in biological systems]. Moscow, RUDN, 2011. 199 p.

2. Men'shchikova E.B., Lankin V.Z., Zenkov N.K., Bondar' I.A., Krugovykh N.F., Trufakin V.A. Okislitel'nyy stress. Prooksidanty i antioksidanty [Oxidative stress. Prooxidants and antioxidants]. Moscow, Slovo, 2006. 556 p.

3. Sies H., Berndt C., Jones D.P. Oxidative stress. Annu. Rev. Biochem., 2017, vol. 86, pp. 715-748.

4. Dasdag S., Akdag M.Z. The link between radiofrequencies emitted from wireless technologies and oxidative stress. J. Chem. Neuroanat., 2016, vol. 75, pp. 85-93.

5. Schuermann D., Mevissen M. Manmade electromagnetic fields and oxidative stress - biological effects and consequences for health. Int. J. Mol. Sci., 2021, vol. 22, no. 7, pp. 3772.

6. Georgiou C.D., Kalaitzopoulou E., Skipitari M., Papadea P., Varemmenou A., Gavriil V., Sarantopoulou E., Kollia Z., Cefalas A.C. Physical differences between man-made and cosmic microwave electromagnetic radiation and their exposure limits, and radiofrequencies as generators of biotoxic free radicals. Radiat., 2022, vol. 2, no. 4, pp. 285-302.

7. Boussad Y., Chen X.L., Legout A., Chaintreau A., Dabbous W. Longitudinal study of exposure to radio frequencies at population scale. Environ. Int., 2022, vol. 162, pp. 107144.

8. Chiaramello E., Bonato M., Fiocchi S., Tognola G., Parazzini M., Ravazzani P., Wiart J. Radio frequency electromagnetic fields exposure assessment in indoor environments: a review. Int. J. Environ. Res. Public Health, 2019, vol. 16, no. 6, pp. 955.

9. Sienkiewicz Z., Calderón C., Broom K.A., Addison D., Gavard A., Lundberg L., Maslanyj M. Are exposures to multiple frequencies the key to future radiofrequency research? Front. Public Health, 2017, vol. 5, pp. 328.

Perov S.Yu.* - Head of Lab., D. Sc., Biol.; Konshina T.A. - Researcher, C. Sc., Biol.; Kislyakova A.A. - Jun. Researcher. IRIOH. •Contacts: 31 Prospect Budennogo, Moscow, Russia, 105275. Tel.: +7 (495) 366-86-39; e-mail: perov@irioh.ru.

10. Pompella A., Maellaro E., Casini A.F., Ferrari M., Ciccoli L., Comporti M. Measurement of lipid peroxidation in vivo: a comparison of different procedures. Lipids, 1987, vol. 22, no. 3, pp. 206-211.

11. Korolyuk M.A., Ivanova L.I., Mayorova I.G., Tokarev V.E. Metod opredelenija aktivnosti katalazy [Method for determining the activity of catalase]. Laboratornoye delo - Laboratory Work, 1988, no. 1, pp. 16-19.

12. Foster K. R., Ziskin M. C., Balzano Q. Three quarters of a century of research on RF exposure assessment and dosimetry - what have we learned? Int. J. Environ. Res. Public Health, 2022, vol. 19, no. 4, pp. 2067.

13. Markov M.S. Mobile communications and public health. Boca Raton, Fl, USA, CRC Press Taylor & Francis Group LLC, 2019, pp. 1-23.

14. Yakymenko I., Sidorik E., Henschel D., Kyrylenko S. Low intensity radiofrequency radiation: a new oxidant for living cells. Oxid. Antioxid. Med. Sci., 2014, vol. 3, no. 1. pp. 1-3.

15. Alkis M.E., Bilgin H.M., Akpolat V., Dasdag S., Yegin K., Yavas M.C., Akdag M.Z. Effect of 900-, 1800-, and 2100-MHz radiofrequency radiation on DNA and oxidative stress in brain. Electromagn. Biol. Med., 2019, vol. 38, no. 1, pp. 32-47.

16. Alkis M.E., Akdag M.Z., Dasdag S. Effects of low-intensity microwave radiation on oxidant-antioxidant parameters and DNA damage in the liver of rats. Bioelectromagnetics, 2021, vol. 42, no. 1, pp. 76-85.

17. Sharma A., Shrivastava S., Shukla S. Oxidative damage in the liver and brain of the rats exposed to frequency-dependent radiofrequency electromagnetic exposure: biochemical and histopathological evidence. Free Rad. Res., 2021, vol. 55, no. 5, pp. 535-546.

18. Cao H., Qin F., Liu X., Wang J., Cao Y., Tong J., Zhao H. Circadian rhythmicity of antioxidant markers in rats exposed to 1.8 GHz radiofrequency fields. Int. J. Environ. Res. Public Health, 2015, vol. 12, no. 2, pp. 2071-2087.

19. Selmaoui B., Touitou Y. Association between mobile phone radiation exposure and the secretion of melatonin and cortisol, two markers of the circadian system: a review. Bioelectromagnetics, 2021, vol. 42, no. 1, pp. 5-17.

20. Pooam M., Jourdan N., Aguida B., Dahon C., Baouz S., Terry C., Raad H., Ahmad M. Exposure to 1.8 GHz radiofrequency field modulates ROS in human HEK293 cells as a function of signal amplitude. Commun. Integr. Biol., 2022, vol. 15, no. 1, pp. 54-66.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.