Влияние электромагнитных излучений на генетический аппарат клетки

В настоящее время генетические эффекты при воздействии ЭМИ различных частот обнаружены у многих объектов (от вирусов до млекопитающих). Показано, что 90- минутное воздействие ЭМП СВЧ длиной волны 8 мм и 12,6 см стимулирует образование свободных радикалов в вирусных суспензиях. Действие ЭМП длиной волны 12,6 см более выражено по сравнению с полем миллиметрового диапазона [37]. Результаты этого исследования позволяют предположить, что под действием электромагнитных СВЧ - полей интенсивность мутагенеза вирусов может увеличиваться за счет увеличения концентрации свободных радикалов в среде. Кроме того, возможно усиление мутагенеза в клетках, в которых паразитируют вирусы, - также за счет увеличения концентрации свободных радикалов во внутриклеточной среде.
Облучение взвеси в физиологическом растворе резистентных к антибиотикам клеток золотистого стафилококка электромагнитным полем 2375 МГц(УВЧ) и мощностью 1,516 кВт в течение нескольких секунд приводит к образованию большого числа сегрегантов [21]. При действии пестицидов в электромагнитных полях происходило увеличение мутагенности веществ в 1,2-1,6 раза. В ЭМП КВЧ миллиметрового диапазона пестициды индуцировали прямые ауксотрофные мутанты в большем количестве, по сравнению с их действием в полях частот сантиметрового диапазона [18].

Создание современных средств связи и новых промышленных технологий, связанных с использованием мощных ЭМП, использование различных электрических приборов и установок в медицинской практике, быту и производстве обусловило значительное усиление воздействий ЭМП низкочастотного, высокочастотного, сверхвысокочастотного и крайне высокочастотного диапазонов на живые организмы. Превышение параметров используемых ЭМП по сравнению с фоновыми параметрами, к которым живые организмы адаптировались в процессе длительного эволюционного развития, может отражаться на функционировании внутриклеточных структур.
В настоящее время не существует единой концепции о воздействии низкоинтенсивного ЭМИ на молекулярном и клеточном уровнях, как и нет понимания основных закономерностей реакции целостного организма на облучение. Медицинские исследования свидетельствуют в основном о положительных эффектах КВЧ-терапии. Однако в последнее время появились данные о том, что ЭМИ КВЧ могут увеличивать число соматических мутаций клеток крыльев Drosophila melanogaster, индуцированных γ-облучением. Показано, что ЭМИ КВЧ способно влиять на состояние хроматина различных клеток при воздействии in vitro. В частности, было обнаружено, что воздействие ЭМИ КВЧ (41,25-41,5 ГГц; 51,62-51,84 ГГц) в широком диапазоне интенсивностей на клетки E.coli и тимоциты крысы in vitro вызывают изменение состояния хроматина. Воздействие ЭМИ КВЧ (42,2 ГГц; 0,2 мВт/см2) на клетки эпителия человека in vitro приводило к снижению электрического заряда и увеличению количества гетерохроматиновых гранул в ядре. Результаты этих работ позволяют рассматривать низкоинтенсивные ЭМИ КВЧ в качестве фактора, способного оказывать действие на геном, что имеет принципиальное значение как с точки зрения гигиенического нормирования ЭМИ КВЧ, так и с точки зрения его медицинского использования.

В основе механизма косвенного действия ЭМИ разных диапазонов (КНЧ, СНЧ, НЧ, ВЧ, ОВЧ, УВЧ, СВЧ, КВЧ ) на генетический аппарат клеток могут лежать процессы изменения потока ионов Ca2+, K+, Na+ через мембрану, снижениz антиокислительного гомеостаза клетки, ферментативных нейроэндокринных явлений.
Экспериментальные данные показали, что максимальное воздействие на генетический аппарат оказывают ЭМП СНЧ, ВЧ, УВЧ и КВЧ-диапазонов, а именно при частотах 50 Гц (ППЭ=100, 170, 220, 250 мкВт/см2 , Е= 2,4 мкА/см2), 15 МГц, 24 МГц; 460 МГц, 2375 МГц, 2450 МГц, 2750 МГц (ППЭ= 10, 50, 100, мкВт/см2, 5-5000 мВт/см2); 41,25-41,5 ГГц, 42 ГГц, 42,2 ГГц, 51,62-51,84 ГГц (ППЭ= 0,2 мВт/см2). Эти генетические эффекты выражаются в изменении конденсации ДНК, увеличении частоты микроядер и соматических рекомбинаций, возникновении мутагенных форм. Хромосомные аберрации проявляются в виде хроматидных и хромосомных разрывов, фрагментов хромосом, а также образуются полиплоидные и анеуплоидные клетки.
По данным многих исследований наблюдается отсутствие генетических изменений в клетках животных при воздействии ЭМИ СНЧ (ν= 60 Гц, при ППЭ= 0,07- 30 кВ/м), ИНЧ (ν= 13000 Гц), ОНЧ (ν= 37000 Гц), УВЧ (2450 мГц, при ППЭ= 15 Вт/см2, 43 Вт/кг, 100 Вт/кг), СВЧ (ППЭ= 10, 15, 30, 50 мкВт/см2), КВЧ (ν= 37- 37,5 ГГц).
На основании литературных данных был сделан вывод, что антропогенные источники ЭМП способны вызывать в организме такие нарушения, как увеличение канцерогенных явлений, нарушение антиоксидантной системы, снижение численности потомства, уменьшение его массы и размеров, увеличение частоты аберраций хромосом по сравнению с контрольными группами в 2-3 раза, стойкие невосстанавливающиеся повреждения полового аппарата, угнетение процессов пролиферации и дифференцировки клеток, диспластические изменения, снижение резистентности организма, формирующейся на фоне истощения стрессорных систем.