CC BY
18
дигиена и санитария. 2016; 95(10)
DOI: http://dx.doi.org/10.1882/0016-9900-2016-10-974-976
Оригинальная статья
Экспериментальные исследования
О ПОПОВА О.А., ХАТУАЕВ Р.О., 2016 УДК 613.167:612.33.084
Попова О.А.1, Хатуаев Р.О.2
РАДИОСЕНСИТИВНОСТЬ МОРФОЭНЗИМОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ТОЩЕЙ КИШКИ В ХРОНОДИНАМИКЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИМПУЛЬСОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
'ФГБОУ ВПО Воронежский государственный педагогический университет Минобрнауки России, 394036, Воронеж; 2ГБОУ ВПО Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко Минздрава России, 394036, Воронеж
Результаты многочисленных исследований выявили, что наиболее чувствительными к электромагнитным излучениям являются нервная, эндокринная и сердечно-сосудистая системы организма, однако анализ данных литературы свидетельствует также о непосредственном вовлечении органов интестинальной системы в физиологическую, а нередко и патологическую программу реакции организма в ответ на действие экстремальных факторов. В эксперименте, выполненном на белых лабораторных крысах-самцах, нами было изучена степень радиосенситивности морфоэнзимологических структурных элементов слизистой оболочки тощей кишки после 5, 7 и 10 мес хронического воздействия импульсов электромагнитных полей с плотностью наведенных токов 0,37; 0,7; 0,8; 2,7 кА/м2 и периодичностью импульсов 50, 100 и 500 в неделю независимо от их дробности ультракороткой длительности 15-40 нс. Научное значение и новизна результатов заключается в том, что между параметрами импульсов электромагнитных полей (продолжительностью воздействия, плотностью наведенных токов, периодичностью импульсов и динамикой изучаемых показателей морфофункционального состояния слизистой оболочки тощей кишки) существуют множественные линейные связи. Кроме того, выявлена критическая популяция к параметрам импульсов электромагнитных полей - тучные клетки тощей кишки, отличающиеся гиперчувствительностью и зависимостью от продолжительности воздействия и плотности наведенных токов, причем их биоэффекты были однонаправленными.
Ключевые слова: импульсы электромагнитных полей; хроническое воздействие; морфоэнзимологические структурные элементы; слизистая оболочка тощей кишки; тучные клетки; радиосенситивность.
Для цитирования: Попова О.А., Хатуаев Р.О. Радиосенситивность морфоэнзимологических структурных элементов слизистой оболочки тощей кишки в хронодинамике воздействия импульсов электромагнитных полей. Гигиена и санитария. 2016; 95(10): 974-976. DOI: http://dx.doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-10-974-976
Popova O.A.1, Khatuaev R.O.2
RADIOSENSITIVITY OF MORPHOENZYMOLOGICAL STRUCTURAL ELEMENTS OF THE JEJUNUM MUCOUS MEMBRANE IN CHRONODYNAMICS OF THE IMPACT OF ELECTROMAGNETIC FIELDS IMPULSES
Voronezh state pedagogical university, Voronezh, 394036, Russian Federation;
2N.N. Burdenko Voronezh State Medical University, Voronezh, 394036, Russian Federation
Results of numerous researches have revealed that most sensitive to electromagnetic radiations are the nervous, endocrine and cardiovascular systems of an organism, however, the analysis of literary data confirms also the direct involvement of organs of the intestinal system in physiological, and not seldom, and the pathological program of the response of an organism to the action of extreme factors. In the experiment executed on white laboratory male rats by ourselves there was studied the grade of the radiosensitivity of morphoenzymological structural elements of jejunum mucous membrane after 5, 7 and 10 months of chronic influence of electromagnetic fields impulses with a density of induced currents 0.37; 0.7; 0.8; 2.7 kA/m2 and frequency of impulses 50, 100 and 500 in a week irrespective of their divisibility of ultrashort duration of 15 ^ 40 ns. Scientific value and novelty of results is concluded in revealed multiple linear relationships between indices of electromagneticfields (duration of the impact, density of induced currents, periodicity of impulses and the dynamics of the studied indices of a morphofunctional condition of a jejunum mucous membrane). Besides that, there was found the critical population to indices of electromagneticfields impulses parameters - the jejunum mast cells differing in hypersensitivity and dependence on duration of influence and density of induced currents revealed, at that their bioeffects were unidirectional.
Keywords: impulses of electromagnetic fields; chronic influence; morphoenzymological structural elements; jejunum mucous membrane; mast cells; radiosensitivity.
For citation: Popova O.A., Khatuaev R.O. Radiosensitivity of morphoenzymological structural elements of the jejunum mucous membrane in chronodynamics of the impact of electromagnetic fields impulses. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal) 2016; 95(10): 974-976. (In Russ.). DOI: http://dx.doi.org/10.18821/0016-9900-2016-95-10-974-976
For correspondence: Olesya A. Popova, Sc.C., associate professor of the Department of Anatomy and Physiology, Voronezh State Pedagogical University, Voronezh, 394036, Russian Federation. E- mail:[email protected]
Information about authors:
Popova 0.A.http://orcid.org/0000-0002-6687-0776; Khatuaev R.0.http://orcid.org/0000-0002-9989-810X
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Acknowledgment. The study had no sponsorship.
Received: 15.02.2016
Accepted: 14.04.2016
Для корреспонденции: Попова Олеся Александровна, канд. биол. наук, доц. каф. анатомии и физиологии Воронежского государственного педагогического университета, 394036, Воронеж. E-mail:[email protected]
Введение
В последние годы вопросы, связанные с электромагнитной экологией, получили весьма широкое распространение. Интенсивное использование электромагнитной и электрической энергии в современном информационном обществе привело к тому, что в XXI веке сформировался новый значимый фактор загрязнения окружающей среды электромагнитный. Электромагнитное поле (ЭМП) искусственного антропогенного происхождения является важным экологическим фактором с высокой биологической активностью, требующий повышенного внимания в первую очередь в связи с широким распространением средств персональной беспроводной коммуникации, приводящей к изменению характера экспозиции населения ЭМП, пропорционально чему возрастает число людей, у которых появляются проблемы со здоровьем, связанные с их воздействием [1, 2].
Фактически население живет в постоянно усиливающейся электромагнитной обстановке, под действием которой, по мнению O. Johansson [3], формируется так называемый синдром электромагнитной гиперчувствительности. Предполагают, что в настоящее время среди городского населения имеется 1,5-12% электрочувствительных людей. Hallberg и Oberfeld [4] на основе анализа данных, полученных в Австрии, Германии, Великобритании, Ирландии, Швеции, Швейцарии и США, считают, что в результате постоянного действия ЭМП низкой интенсивности число людей, обладающих гиперчувствительностью, может увеличиться до 50% населения к 2020 г.
Известно, что воздействие ЭМП приводит к развитию донозологических и клинических изменений, прежде всего критических органов-мишеней, к числу которых также относят и интестинальную систему [5,6].
Многочисленные длительные клинико-эпидемиологи-ческие наблюдения [7-9] свидетельствуют о том, что у лиц, контактирующих с ЭМИ, появляются жалобы на усталость, головную боль, возникают аритмия, тошнота, депрессия, тремор рук, кожные расстройства, стрессорные настроения, повышенная возбудимость, проявления неврастении, а также нарушения со стороны органов пищеварения.
Данные факты позволяют использовать морфофункцио-нальное состояние органов желудочно-кишечного тракта в качества тест-объекта, определяющего радиореактивность и резистентность организма. В связи с этим нами был проведен анализ радиосенситивности структурно-метаболического состояния морфоэнзимологических структурных элементов слизистой оболочки тощей кишки, обеспечивающей не только пищеварительно-всасывательную и барьерную функции, но и во многом предопределяющую радиационную безопасность организма.
Материал и методы
Экспериментальная возрастная модель, выполненная на лабораторных крысах-самцах (351 животное, 13 групп), соответствовала от 4 до 14 мес, что эквивалентно профессиональному возрасту персонала, испытывающего воздействие импульсов электромагнитных полей (иЭМП). Животных в возрасте 4 мес подвергали воздействию редко повторяющихся иЭМП ультракороткой длительности 15-40 нс на протяжении 5, 7 и 10 мес. Уровни воздействующих иЭМП подбирались таким образом, чтобы плотность наведенных токов (ПНТ) в теле экспериментальных животных была эквивалентна уровню в теле человека при его профессиональной деятельности и составила 0,37; 0,7; 0,8; 2,7 кА/м2. В связи со статической неопределенностью периодичности работы персонала в условиях воздействия фактора при моделировании животные находились в свободном режиме передвижения, и количество импульсов, подаваемых в неделю на каждом уровне воздействия, составляло 50, 100 и 500, независимо от их дробности. Проведенные в испытательном зале физические измерения амплитудно-временных параметров
Hygiene & Sanitation (Russian Journal). 2016; 95(10)
_DOI: http://dx.doi.org/10.1882/0016-9900-2016-10-974-976
Оriginal article
позволили выбрать методом аппроксимации удовлетворяющие необходимым уровням ПНТ места установки контейнеров с лабораторными животными - на расстоянии 0,8-1 м от установок, генерирующих иЭМП. Хронический эксперимент продолжался 10 мес.
Эвтаназия животных осуществлялась декапитацией с предварительной наркотизацией. Извлеченный фрагмент тощей кишки фиксировали в растворе Беккера и после соответствующей обработки заливали в парафин. Продольные срединные срезы толщиной 6 мкм окрашивали по М.Г. Шубину с докраской гематоксилином и подсчитывали митотически делящиеся недифференцированные эпителиоциты крипт, а также тучные клетки стромы собственной пластинки слизистой оболочки тощей кишки, идентифицируя их по мор-фофункциональным особенностям. Гистоэнзимологические реакции проводили на криостатных срезах по М. Берстону (1965) и изучали динамику показателей столбчатых эпители-оцитов по критерию светооптической плотности щелочной и кислой фосфатаз исчерченной каемки энтероцитов. Количественную оценку осуществляли в эпителии 20 продольных ворсинок с микропрепарата каждого животного (*400).
Установлено, что между параметрами иЭМП - продолжительностью воздействия, ПНТ, периодичностью импульсов и динамикой изучаемых показателей морфофункционального состояния слизистой оболочки тощей кишки - существуют множественные линейные связи. На основе этого был проведен сравнительный анализ выявленных изменений от со-четанного воздействия изучаемых параметров иЭМП с целью определения наиболее чувствительных показателей. В качестве инструментального метода сравнения использован дисперсионный анализ, поскольку изучаемые показатели имели различную размерность. Тактика проведения анализа состояла в выявлении статистически значимых зависимостей каждого из изученных показателей и установлении наиболее чувствительных из них к воздействию иЭМП с различными параметрами.
Результаты
В условиях эксперимента было выявлено, что радио-сенситивность показателей рельефа достоверно (р < 0,05) зависела от всех параметров иЭМП. С увеличением ПНТ наблюдалось увеличение высоты ворсинок и глубины крипт, видимо, как следствие изменения функциональной активности слизистой оболочки тощей кишки, т. е. возникновением и развитием адаптивного эффекта с обратной зависимостью от времени и периодичности импульсов в неделю (И/н). Чувствительность гистоэнзимологических показателей при со-четанном воздействии факторов также имела обратную зависимость от продолжительности воздействия, т. е. увеличение времени воздействия электромагнитного фактора вызывало понижение ферментативной активности, давая возможность предположить реализацию время-эффект. Кроме того, по результатам линейного регрессионного анализа следует, что изменения активности кислой фосфатазы в условиях эксперимента существенно зависели и от ПНТ.
На радиочувствительность недифференцированных эпи-телиоцитов крипт к совокупности действующих факторов иЭМП влияли только продолжительность действия и ПНТ (р < 0,05), которые имели обратные эффекты, т. е. увеличение достоверно влияющих параметров иЭМП приводило к снижению митотической активности эпителиоцитов.
На основании полученных результатов была выявлена гиперчувствительность критической клеточной популяции -тучных клеток- к параметрам иЭМП, зависящая от продолжительности воздействия и ПНТ, причем их биоэффекты были однонаправленными: с увеличением их показателей общее число тучных клеток повышалось. Радиосенситивность различных морфофункциональных типов тучных клеток в условиях эксперимента достоверно (р < 0,05) зависела от всех параметров воздействия, причем с увеличением срока
гиена и санитария. 2016; 95(10)
DOI: http://dx.doi.org/10.1882/0016-9900-2016-10-974-976_
Оригинальная статья
наблюдались увеличение числа недегранулированных форм в хронодинамике и обратный эффект для ПНТ.
Обсуждение
Анализ вариабельности формирования биотропного эффекта параметров иЭМП в радиосенситивности морфоэнзи-мологических показателей с использованием компьютерной микроскопии и морфометрии позволяет отметить большее участие данных конкретных факторов в формировании степени чувствительности морфологических эквивалентов функционального состояния, изменение которых является неспецифической формой реагирования слизистой оболочки тощей кишки на полученные воздействия, а также свидетельствует об их возможной толерантности к определенному комплексному воздействию некоторых параметров иЭМП, регистрируемому и в отношении других сенситивных систем организма, таких как нервная и эндокринная [10, 11].
Заключение
Проведенное исследование радиосенситивности морфо-энзимологических структурных элементов как эквивалентов функционального состояния слизистой оболочки тощей кишки в хронобиологическом аспекте позволяет проследить динамику изучаемой системы и реально существующие уровни проявления неблагоприятного воздействия параметров иЭМП, зависимость между совокупностью которых с соотносимыми морфологическими признаками отклика позволит контролировать воздействие, а также оценить риск хронического облучения и предопределить этапность в разработке мероприятий по управлению радиорезистентностью в защитных целях.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Литература (пп. 3, 4, 7 см. References)
1. Хадарцев А.А., Яшин А.А., ред. Патогенные воздействия не-ионизирующих излучений на организм человека. М.-Тверь-Тула: Триада; 2007.
2. Григорьев Ю.Г., Григорьев О.А., Иванов А.А., Лягинская А.М., Меркулов А.В., Степанов В.С. и др. Мобильная связь и изменение электромагнитной среды обитания населения. Необходимость дополнительного обоснования существующих гигиенических стандартов. Радиационная биология. Радиоэкология. 2010; 50 (1): 6-14.
5. Хадарцев А.А., Воронцова З.А., Есауленко И.Э., Дедов В.И., Гонтаров С.Н., Попов С.С. и др. Морфофункциональные соотношения при воздействии импульсных электромагнитных полей. Тула-Белгород; 2012.
6. Свиридова О.А. Адаптометрический поход корреляционной оценки клеточных популяций слизистой оболочки тощей кишки в модели хронического эксперимента условий импульсов электромагнитных полей. Вестник новых медицинских технологий. 2009; 16 (1): 215-6.
8. Никитина А.В., Шафиркин А.В., Васин А.Л. Резервы организма, ускоренное старение и сокращение продолжительности жизни человека в условиях длительного действия ЭМП РЧ нетепловых интенсивностей, а также ряда других стрессорных факторов. В кн.: Ежегодник Российского национального комитета по защите от неионизирующих излучений за 2007 год: сборник трудов. М.: АЛЛАНА; 2007: 50-88.
9. Грязев М.В., Куротченко Л.В., Куротченко С.П., Луценко Ю.А., Субботина Т.И., Хадарцев А.А. и др. Экспериментальная маг-нитобиология: воздействие полей сложной структуры. М.Тверь-Тула: Триада; 2007.
10. Бугримов Д.Ю., Попов С.С., Воронцова З.А., Свиридова О.А. Сравнительная оценка проявления чувствительности к воздействию импульсов электромагнитных полей в хронобиологиче-
ском аспекте на основе морфологических эквивалентов. В кн.: Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии IT + MEc: труды 15 международной конференции и дискуссионного научного клуба. М.; 2007: 87-8.
11. Попов С.С., Воронцова З.А., Свиридова О.А. Нейроэндокрин-ные эффекты интегративных проявлений в условиях хронического импульсно-периодического электромагнитного облучения. В кн.: Сборник статей второй международной научно-практической конференции. Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине. СПб.: Политехнический институт; 2011; 1: 25-7.
Reference s
1. Khadartsev A. A., Yashin A.A., eds. Pathogenic Impacts of not Ionizing Radiation on a Human Body [Patogennye vozdeystviya neion-iziruyushchikh izlucheniy na organizm cheloveka]. Moscow-Tver'-Tula: Triada; 2007. (in Russian)
2. Grigor'ev Yu.G., Grigor'ev O.A., Ivanov A.A., Lyaginskaya A.M., Merkulov A.V., Stepanov V.S. et al. Mobile communication and change of electromagnetic habitat of the population. Need of additional justification of the existing hygienic standards. Radiatsion-naya biologiya. Radioekologiya. 2010; 50 (1): 6-14. (in Russian)
3. Johansson O. Aspects of studies on the functional impairment elec-trohypersensitivity. In: Electromagnetic Fields and Health - a Global Issue. London; 2008: 31-4.
4. Hallberg O., Oberfeld G. Electromagnetic fields and the essence of living systems. Electromagn. Biol. Med. 2006; 25: 189-91.
5. Khadartsev A.A., Vorontsova Z.A., Esaulenko I.E., Dedov V.I., Gon-tarov S.N., Popov S.S. et al. Morphofunctional Ratios at Influence of Pulse Electromagnetic Fields [Morfofunktsional'nye sootnosheniya pri vozdeystvii impul'snykh elektromagnitnykh poley]. Tula-Belgorod; 2012. (in Russian)
6. Sviridova O.A. Adaptometrical campaign of a correlation assessment of cellular populations of a jejunum mucous membrane in model of chronic experiment of electromagnetic fields impulses conditions. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2009; 16 (1): 215-6. (in Russian)
7. Levallois P., Neutra R., Lee G., Hristova L. Study of selfreported hypersensitivity toelectromagnetic fields in California. Environ. Health Perspect. 2002; 110 (4): 619-23.
8. Nikitina A.V., Shafirkin A.V., Vasin A.L. Organism reserves, the accelerated aging and reduction of life expectancy of the person in the conditions of long action of EMP RCh of not thermal intensity, and also some other the stress factors. In: A Year-Book of the Russian National Committee on Protection Against not Ionizing Radiation for 2007: Collection of Works [Ezhegodnik Rossiyskogo natsional'nogo komitetapo zashchite ot neioniziruyushchikh izlucheniy za 2007god: sbornik trudov]. Moscow: ALLANA; 2007: 50-88. (in Russian)
9. Gryazev M.V., Kurotchenko L.V., Kurotchenko S.P., Lutsenko Yu.A., Subbotina T.I., Khadartsev A.A. et al. Experimental Magnitobiol-ogy: Influence of Fields of Difficult Structure [Eksperimental'naya magnitobiologiya: vozdeystvie poley slozhnoy struktury]. Moscow-Tver'-Tula: Triada; 2007. (in Russian)
10. Bugrimov D.Yu., Popov S.S., Vorontsova Z.A., Sviridova O.A. Comparative assessment of manifestation of sensitivity to influence of electromagnetic fields impulses in hronobiological aspect on the basis of morphological equivalents. In: New Information Technologies in Medicine, Biology, Pharmacology and Ecology of IT + M Ec: Works of the 15th International Conference and Debating Scientific Club [Novye informatsionnye tekhnologii v meditsine, biologii, far-makologii i ekologii IT + MEc: trudy 15 mezhdunarodnoy konferen-tsii i diskussionnogo nauchnogo kluba]. Moscow; 2007: 87-8. (in Russian)
11. Popov S.S., Vorontsova Z.A., Sviridova O.A. Neuroendocrine effects of integrative manifestations in the conditions of chronic pulse and periodic electromagnetic radiation. In: Collection of Articles of the Second International Scientific and Practical Conference "High Technologies, Basic and Applied Researches in Physiology and Medicine" [Sbornik statey vtoroy mezhdunarodnoy nauchno-praktiches-koy konferentsii. Vysokie tekhnologii, fundamental'nye i prikladnye issledovaniya v fiziologii i meditsine]. St.Petersburg: Politekhniches-kiy institut; 2011; 1: 25-7. (in Russian)
Поступила 15.02.16 Принята к печати 14.04.16
