CC BY
86
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(10)
_DOI: http://dx.doi.org/10.1882/0016-9900-2016-10-977-979
Original article
О ЯЩЕНКО С.Г., РЫБАЛКО С.Ю., 2016 УДК: 613.167:612.814.53.014.2.084
Ященко С.Г., Рыбалко С.Ю.
МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЭПИФИЗА КРЫС ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ КОММУНИКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ
ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского», Минобрнауки России, 295007, Симферополь
Эпифиз является одним из важнейших компонентов гомеостазподдерживающей системы организма. Он участвует в запуске стрессорных реакций, ограничении их развития, предотвращает неблагоприятные последствия для организма. Доказано влияние на эпифиз электромагнитного излучения. Однако морфологические изменения в эпифизе при воздействии электромагнитного излучения современных коммуникационных устройств изучены недостаточно. В настоящее время происходит ежедневное воздействие электромагнитного излучения на население, включая локальное облучение мозга. Эти факты определили задачу данного исследования — изучение структуры эпифиза крыс при действии электромагнитных излучений персональных компьютеров и мобильных телефонов. Проведенная трансмиссионная электронная микроскопия выявила признаки дегенерации темных и светлых пинеалоцитов. Эти признаки проявлялись в развитии комплекса общих и специфических морфологических изменений. Выявлено появление признаков старения и истощения как светлых, так и темных пинеалоцитов. Эти признаки проявлялись в накоплении гранул липофусцина и электронно-плотного «мозгового песка», исчезновении ядрышек, вакуолизации цитоплазмы и просветлении крист митохондрий.
Ключевые слова: эпифиз; пинеалоциты; электромагнитное излучение.
Для цитирования: Ященко С.Г., Рыбалко С.Ю. Морфологическая структура эпифиза крыс при воздействии электромагнитных излучений коммуникационных устройств. Гигиена и санитария. 2016; 95(10): 977-979. DOI: http://dx.doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-10-977-979
Yashchenko S.G., Rybalko S.Yu.
MORPHOLOGICAL STRUCTURE OF RAT EPIPHYSIS EXPOSED TO ELECTROMAGNETIC RADIATION FROM COMMUNICATION DEVICES
V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, 295007, Russian Federation
Pineal gland is one of the most important components of homeostasis — the supporting system of the body. It participates in the launch of stress responses, restriction of their development, prevention of adverse effects on the body. There was proved an impact of electromagnetic radiation on the epiphysis. However, morphological changes in the epiphysis under exposure to electromagnetic radiation of modern communication devices are studied not sufficiently. For the time present the population is daily exposed to electromagnetic radiation, including local irradiation on the brain. These date determined the task of this research - the study of the structure of rat pineal gland under the exposure to electromagnetic radiation from personal computers and mobile phones. These date determined the task of this research - the study of the structure of rat pineal gland under the exposure to electromagnetic radiation from personal computers and mobile phones. Performed transmission electron microscopy revealed signs of degeneration of dark and light pinealocytes. These signs were manifested in the development of a complex of general and specific morphological changes. There was revealed the appearance of signs of aging and depletion transmission electron microscopy both in light and dark pinealocytes. These signs were manifested in the accumulation of lipofuscin granules and electron-dense "brain sand", the disappearance of nucleoli, cytoplasm vacuolization and mitochondrial cristae enlightenment.
Keywords: epiphysis; pinealocytes; electromagnetic radiation.
For citation: Yashchenko S.G., Rybalko S.Yu. Morphological structure of rat epiphysis exposed to electromagnetic radiation from communication devices. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal) 2016; 95(10): 977-979. (In Russ.). DOI: http://dx.doi. org/10.18821/0016-9900-2016-95-10-
For correspondence: Svetlana G. Yashchenko, MD, PhD, assistant professor, Department of General Hygiene with Ecology, V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, 295007, Russian Federation. E-mail: yswet.net@mail.ru
Information about authors:
Yashchenko S.G., http://orcid.org/0000-0001-6817-8639 Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Acknowledgment. The study had no sponsorship. Received: 15.02.2016 Accepted: 14.04.2016
Введение
Эпифиз является одним из важнейших компонентов гомеостазподдерживающей системы организма, участвуя в запуске стрессорной реакции, ограничении ее последующего развития с предотвращением неблагоприятных последствий для организма. Основным регулятором функциональной активности эпифиза является фотопериод [1].
Для корреспонденции: Ященко Светлана Григорьевна, канд. мед. наук, доц. каф. гигиены общей с экологией, ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского», 295007, Симферополь. E-mail: yswet.net@mail.ru
Кроме того, доказано влияние на эпифиз электромагнитного излучения (ЭМИ) [2, 3]. Однако морфологические изменения в эпифизе при воздействии ЭМИ современных коммуникационных устройств (СКУ) изучены недостаточно. Под СКУ рассматриваются персональные компьютеры (ПК) и мобильные телефоны (МТ), имеющие широчайшее распространение в повседневной жизни. В настоящее время происходит ежедневное воздействие ЭМИ на население, включая локальное облучение мозга [4]. Эти факты определили задачу данного исследования - изучение структуры эпифиза крыс при действии ЭМИ современных коммуникационных устройств.
гиена и санитария. 2016; 95(10)
РРк http://dx.doi.org/10.1882/0016-9900-2016-10-977-979 Оригинальная статья
Рис. 1. Темный и светлый пинеалоциты (контрольная группа). Я - ядро, Яд - ядрышко, В - вакуоль, ПП - пиноцитозные пузырьки. ТЭМ. Ув. 15 000.
Материал и методы
Работа выполнена на 45 белых крысах-самцах линии Вистар, возраста 4-5 нед и массой 96±12 г, разделенных на 2 экспериментальные (1-я - ПК, 2-я - МТ) и 1 контрольную (К) группы по 15 животных в каждой. Длительность эксперимента составила 26 нед, в течение которых ПК размещали перед клетками с экспериментальными животными фронтально, МТ под центром клеток (с пластиковым дном) с подключением при помощи программируемых таймеров. ПК включались ежесуточно с 19.00 до 23.00, МТ каждые 5 мин в течение 12 ч в сутки (согласно проведенным ранее эпидемиологическим исследованиям). Вызов абонента происходил на фиксированной частоте 925 МГц в течение 90 с. Значения максимальной плотности потока мощности (ППМ) в центре клетки достигали значений 97,8 мкВт/см2 со средним интегральным значением 22 мкВт/см2. С учетом спадающего характера амплитудного значения ППМ была рассчитана индивидуальная дозовая электромагнитная загрузка (ИЭДН) на одно экспериментальное животное в сутки - 35,5 Дж/сут, что примерно совпадает со среднесуточной электромагнитной нагрузкой для человека, равной 20-40 Дж/сут. По окончании эксперимента животные были декапитированы после дачи эфирного наркоза с выделением эпифиза для исследования с помощью трансмиссионной электронной микроскопии. Подготовку материала для исследования проводили по стандартной методике. Выделенные эпифизы заключали в эпонарал-дит, после чего готовили полутонкие и ультратонкие срезы на ультратоме УМТП-7. Полутонкие срезы окрашивали то-луидиновым синим с последующим докрашиванием пиро-нином. Ультратонкие срезы монтировали на сетки и бленды, которые контрастировали в уранилацетате и просматривали на электронном микроскопе Сэлми.
Рис. 2. Светлый пинеалоцит (контрольная группа). Я - ядро, М - митохондрии, Э - эритроцит, СВ - секреторные везикулы. ТЭМ. Ув. 12 000.
Рис. 3. Цитоплазма темного пинеалоцита (1-я экспериментальная группа).
Я - ядро, М - митохондрии, ЭР - эндоплазматический ретикулум, КГ - комплекс Гольджи, Л - липидные включения, В - вакуоли. ТЭМ. Ув. 16 000.
Результаты и обсуждение
В паренхиме изученных эпифизов крыс контрольной группы обнаружены темные и светлые пинеалоциты без морфологических изменений (рис. 1).
Слева темный пинеалоцит. Ядро с краевой конденсацией гетерохроматина и большим количеством ядерных пор имеет большое количество инвагинатов и занимает большую часть цитоплазмы. Вблизи ядра имеется большое количество вытянутых гетерогенных митохондрий с плотноупа-кованными кристами. Отмечается расширение диктиосом комплекса Гольджи и большое количество мелких вакуолей с прозрачным аморфным содержимым. Рядом с ним ядро светлого пинеалоцита бобовидной формы, в кариоплазме выявляется ядрышко, которое имеет ретикулярную структуру. В цитоплазме выявляется крупная вакуоль с прозрачным содержимым. Ядро соседнего светлого пинеалоцита имеет просветленную кариоплазму. Вблизи клеточной мембраны выявляется большое количество пиноцитозных пузырьков со слоистым содержимым. Вышеописанные признаки отражают функциональную активность данных пинеалоцитов. Процесс активной секреции представлен на рис. 2.
Светлый пинеалоцит сохраняет нормальное строение. Ядро бобовидной формы с крупным ядрышком. Кариолемма содержит большое количество ядерных пор. В цитоплазме выявляется большое количество полисом и округлых митохондрий. Просвет сосуда полнокровный. Стенки его неравномерно утолщены. Помимо эритроцитов, в просвете сосуда выявляется большое количество секреторных везикул.
В паренхиме изученных эпифизов крыс обеих опытных групп в целом чаще, чем в контроле, обнаруживаются темные пинеалоциты с мелкими глыбками конденсированного хроматина в ядре и электронно-плотным матриксом цитоплазмы (рис. 3).
Рис. 4. Цитоплазма темного пинеалоцита (2-я экспериментальная группа).
Я - ядро, М - митохондрии, Л - гранулы липофусцина, ОТ - осмиофиль-ные тельца. ТЭМ. Ув. 16 000.
Рис. 5. Участок цитоплазмы темного пинеалоцита (1-я экспериментальная группа).
Стрелками обозначены везикулы с осмиофильным электронно-плотным содержимым. ТЭМ. Ув. 35 000.
Цитоплазма темного пинеалоцита просветлена и содержит большое количество светлых вакуолей. Выявляется большое количество осмиофильных и электронно-плотных включений, вероятно, гранул липофусцина, что отражает старение и дегенерацию клетки. Вблизи включений располагаются вакуоли со слоистым содержимым. Отмечается расширение диктиосом комплекса Гольджи и цистерн ЭПС. Цитоплазма содержит большое количество гетерогенных митохондрий, часть которых имеет лизированные кристы. Ядро светлое, пикнотичное, с инвагинатами, что свидетельствует о дегенеративных процессах в клетке.
Кроме того, обращает на себя внимание наличие гигантских митохондрий (рис. 4).
Митохондрии имеют округлую форму с частично просветленным матриксом и большим количеством осмиофиль-ного материала, по видимому, липофусцина. В цитоплазме накапливаются светлые, гранулярные и с флокулентным материалом везикулы и осмиофильные тельца. Кариолемма формирует большее количество ядерных пор и инвагинатов.
В темных пинеалоцитах также выявлено наличие везикул с осмиофильным электронно-плотным содержимым (рис. 5).
Данные включения имеют название «мозговой песок» и свидетельствуют об истощении и старении клеток.
В экспериментальных группах, среди светлых пинеало-цитов обнаружена значительная часть клеток с признаками дегенерации с краевой конденсацией крупных глыбок ге-терохроматина, везикулами с флокулентным материалом и осмиофильными коллоидными частицами различных размеров. В большинстве светлых пинеалоцитов отмечается увеличение ядер в размерах, ретикулярное строение ядрышек (рис. 6).
Верхний светлый пинеалоцит имеет скудную дегранули-рованную цитоплазму, бедную органеллами с пикнотичным ядром и расширенными вакуолями. Ядро соседнего светлого пинеалоцита с ретикулярным крупным ядрышком увеличено в размерах по сравнению с цитоплазмой, образует булавовидный отросток.
Таким образом, в результате проделанной работы выявлены признаки изменения морфологической структуры в эпи-
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(10)
_DOI: http://dx.doi.org/10.1882/0016-9900-2016-10-977-979
Original article
Рис. 6. Светлый пинеалоцит (2-я экспериментальная группа). Я - ядро, Яд - ядрышко, стрелки - ядерные поры, СВ - секреторные везикулы. ТЭМ. Ув. 15 000.
физах лабораторных животных, подвергшихся хроническому воздействию ЭМИ СКУ, что позволяет сделать следующие выводы:
1. В ответ на воздействие ЭМИ СКУ в эпифизе изменяется ультраструктура ткани с развитием комплекса общих и специфических морфологических изменений.
2. Накопление гранул липофусцина и электронно-плотного «мозгового песка», а также исчезновение ядрышек и вакуолизация цитоплазмы в экспериментальных группах могут служить главными морфологическими признаками старения и функционального истощения как светлых, так и темных пи-неалоцитов.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Литература (пп. 2, 3 см. References)
1. Коркушко О.В., Хавинсон В.Х., Шатило В.Б. Пинеальная железа: пути коррекции при старении. СПб.: Наука; 2006. 4. Григорьев Ю.Г., Григорьев О.А. Сотовая связь и здоровье. Электромагнитная обстановка. Радиобиологические и гигиенические проблемы. Прогноз опасности. 2-е изд. М.: Экономика; 2015.
References
1. Korkushko O.V., Khavinson V.Kh., Shatilo V.B. The Pineal Gland: the Path Correction During Aging [Pineal'naya zheleza: puti korrektsii pri starenii]. SPb.: Nauka; 2006. (in Russian)
2. Halgamuge M.N. Pineal melatonin level disruption in humans due to electromagnetic fields and ICNIRP limits. Radiat. Prot. Dosimetry. 2013; 154 (4): 405-16.
3. Qin F., Zhang J., Cao H., Yi C., Li J.X., Nie J. et al. Effects of 1800MHz radiofrequency fields on circadian rhythm of plasma melatonin and testosterone in male rats. J. Toxicol. Environ. Health A. 2012; 75 (18): 1120-8.
4. Grigor'ev Yu.G., Grigor'ev O.A.Mobile Communication andHealth. Electromagnetic Environment. Radiobiology and Hygiene Problems. Forecast Danger [Sotovaya svyaz' i zdorov'e. Elektromagnitnaya obstanovka. Radiobiologicheskie i gigienicheskie problemy. Prognoz opasnosti]. 2nd Ed. Moscow: Ekonomika; 2015. (in Russian)
Поступила 15.02.16 Принята к печати 14.04.16
