БИОФИЗИКА, 2022, том 67, № 1, с. 121-127

БИОФИЗИКА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

УДК 615.849.11.015.4.076.9

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПЕРЕКИСНОЕ

ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ И АНТИОКСИДАНТНУЮ АКТИВНОСТЬ

КРОВИ КРЫС

Институт физиологии имени академика Абдуллы Караева НАН Азербайджана,

AZ1100, Азербайджанская Республика, Баку, ул. Шариф-заде, 2

E-mail: biokimya_65@mail.ru

Поступила в редакцию 16.06.2021 г.

После доработки 22.09.2021 г.

Принята к публикации 27.09.2021 г.

Оценено влияние электромагнитного излучения с частотой 460 МГц на уровень перекисного окис-

ления липидов и общую антиоксидантную активность в крови крыс при различной интенсивности

облучения. Крыс массой 250-300 г подвергали тотальному воздействию электромагнитного излуче-

ния с плотностью потока мощности 10 и 30 мкВт/см² в течение четырех недель по 20 мин/день,

5 дней/неделю, удельная скорость поглощения была оценена в 5 и 15 мВт/кг. При относительно

низкой интенсивности облучения наблюдалось постепенное увеличение концентрации малоново-

го диальдегида в плазме и эритроцитах, тогда как антиоксидантная активность несколько снижа-

лось. При высокой интенсивности воздействия электромагнитного излучения наблюдалось резкое

увеличение концентрации малонового диальдегида в плазме на первой неделе эксперимента, кото-

рая с продолжением эксперимента постепенно снижалась до уровня, несколько превышающего

уровень для контрольной группы. Концентрация малонового диальдегида в эритроцитах была вы-

ше, чем у контрольных животных, на второй и четвертой неделях облучения. Изменения общей ан-

тиоксидантной активности в плазме и эритроцитах были небольшими и статистически незначимы-

ми. Динамика активности супероксиддисмутазы обнаруживает двухфазность реакции на длитель-

ное (до четырех недель) воздействие электромагнитного излучения 460 МГц; в первой фазе

(компенсаторной) происходит повышение активности супероксиддисмутазы на фоне повышенно-

го уровня перекисного окисления липидов, во второй, адаптационной - снижение активности су-

пероксиддисмутазы до стабильного уровня ниже контроля. Предположено, что механизм реализа-

ции действия неионизирующего электромагнитного излучения дециметрового диапазона на живые

ткани включает клеточные процессы свободнорадикальной природы и антиоксидантной защиты.

Ключевые слова: перекисное окисление липидов, антиоксидантная активность, плазма, эритроциты,

электромагнитное излучение.

DOI: 10.31857/S0006302922010124

сфере, а также без бытовой техники. Все они яв-

В современном мире еще одним серьезным

ляются источниками электромагнитных полей и

экологическим фактором является «электромаг-

излучения.

нитное загрязнение» окружающей человека сре-

ды. Это связано с чрезмерным использованием

С появлением мобильной связи проблема

всевозможных устройств и оборудования, излу-

электромагнитного загрязнения окружающей

чающих электромагнитное излучение (ЭМИ) в

среды приобрела новый облик, т.е. теперь прак-

широком диапазоне частот и интенсивности, не-

тически каждый человек носит с собой «свою ин-

посредственно в жизнедеятельности человека.

дивидуальную электромагнитную среду». Поэто-

Сегодня невозможно представить жизнь каждого

му изучение влияния столь близких к человече-

человека без устройств и средств связи на основе

скому телу источников представляет большой

компьютерных технологий в медицине и военной

интерес для исследователей, занимающихся вы-

явлением биологических эффектов электромаг-

Сокращения: ЭМИ - электромагнитное излучение, ПОЛ -

нитного излучения и выяснением механизмов их

перекисное окисление липидов, SAR - удельный коэффи- действия.

циент поглощения электромагнитной энергии, МДА - ма-

лоновый диальдегид, ОАА - общая антиоксидантная ак-

Важным направлением исследований в элек-

тивность, СОД - супероксиддисмутаза.

тромагнитной биологии является изучение воз-

121

122

АББАСОВА, ГАДЖИЕВ

действия на организм электромагнитного микро-

ны) в нетепловом диапазоне влияет на процесс

волнового излучения. В частности, источниками

ПОЛ, определяя его продукты в крови (плазме и

микроволнового излучения являются мобильные

эритроцитах) и на реакцию системы антиокси-

телефоны и их базовые станции, физиотерапев-

дантной защиты против окислительного дей-

тические установки и радары. Они излучают в

ствия данного электромагнитного фактора.

диапазоне частот, соответствующем дециметро-

вым, сантиметровым и миллиметровым длинам

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

волн. Исследованию изменений отдельных орга-

нов и тканей под воздействием микроволнового

Эксперименты проводили на крысах-самцах

излучения посвящено множество работ. Основ-

линии Wistar Albino массой 250-300 г, содержа-

ная цель этих исследований - выявить влияние

щихся в нормальных условиях вивария. Крысы

низкоинтенсивного микроволнового излучения

были разделены на три группы по десять крыс в

на окислительный метаболизм в различных орга-

каждой. Одна группа была контрольной, две

нах и тканях [1]. Изучены такие процессы, как пе-

группы - экспериментальные, одну из которых

рекисное окисление липидов (ПОЛ), антиокси-

использовали для эксперимента с воздействием

дантные защитные реакции в головном мозге,

излучением низкой интенсивности, другая - для

сердце, печени, почках, клетках крови экспери-

эксперимента с воздействием излучением отно-

ментальных животных при воздействии микро-

сительно высокой интенсивности.

волн [2-7]. Интересен факт обнаружения нетеп-

Для облучения всего тела животных использо-

ловых эффектов микроволнового излучения на

вали аппарат «Волна-2» (Россия). Это устройство

про- и антиоксидантные параметры различных

обычно используется для физиотерапии в клини-

тканей. В частности, нами было показано, что

ках и представляет собой ламповый генератор

воздействие на крыс микроволновым излучением

ЭМИ, позволяющий в терапевтических целях

(с мобильного телефона) до четырех недель по

осуществлять дозированное воздействие на паци-

20 мин в день вызывает сдвиги интенсивности

ента электромагнитным полем с частотой

тканевого дыхания структур головного мозга,

460 МГц (± 1%) в дециметровом диапазоне длин

коррелирующие с изменениями в скорости обра-

волн (65 см). Низкоинтенсивное облучение про-

зования активных форм кислорода в митохон-

водили при плотности потока мощности

дриях и в интенсивности ПОЛ [8]. В других на-

10 мкВт/см², относительно высокоинтенсивное -

ших экспериментах мы наблюдали про- или ан-

30 мкВт/см2 (при выходной мощности аппарата

тиоксидантный эффект облучения в хрусталике

20 и 60 Вт соответственно). Плотность потока

глаза у крыс в зависимости от интенсивности

мощности излучения определяли на основе вы-

ЭМИ с частотой 460 МГц [9]. Этот эффект на-

ходной мощности излучателя. Расчеты проводи-

блюдался в области нетеплового или низкоинтен-

ли по формуле

сивного ЭМИ.

Наиболее адекватным объектом для изучения

I = ΔW/SΔt,

воздействия ЭМИ на живой организм является

где ΔW - электромагнитная энергия, переноси-

кровь, которая, с одной стороны, циркулирует

мая волной за время Δt через перпендикулярную

между многими органами и тканями, обменива-

лучам поверхность площадью S.

ется между ними продуктами обмена веществ, в

Усредненные по всему телу значения удельно-

том числе теми продуктами, которые возникают

го коэффициента поглощения электромагнитной

вследствие взаимодействия клеточных структур с

энергии (SAR - Specific Absorption Rate) для этих

ЭМИ (кислородные радикалы, продукты ПОЛ,

двух значений интенсивности были оценены рас-

карбонильные производные белков и др.). С дру-

четным путем и составили соответственно 5 и

гой стороны, из-за высокого содержания воды

15 мВт/кг.

кровь поглощает значительную часть энергии

Значения SAR определяли путем расчета изме-

электромагнитного излучения и передает ее мем-

нения температуры жидкости, имитирующей

бранным структурам клеток крови и белковой

плазме. В этом контексте кровь может служить

биологическую ткань. Расчеты проводили по

источником для определения маркеров воздей-

формуле, основанной на математической модели

ствия ЭМИ на организм на уровне системы окси-

Пеннеса [10]

дант-антиоксидантных взаимоотношений. Пред-

SAR = dT/dt = CΔT/Δt,

ставляет большой интерес выявление качествен-

ных и количественных изменений в этой системе

где

- коэффициент теплоемкости

при воздействии микроволнового излучения раз-

(Дж/кг/град), ΔT - увеличение температуры в

личной интенсивности в нетепловом диапазоне.

°C, Δt - время воздействия облучения.

Целью данной работы было изучить, как хро-

Контрольную группу животных подвергали

ническое тотальное воздействие на организм не-

ложному облучению в тех же условиях, но с вы-

ионизирующего излучения (дециметровые вол-

ключенным источником излучения. Интактных

БИОФИЗИКА том 67

№ 1

2022

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

123

животных в исследование не включали из-за от-

−

OAA(%)

×100,

сутствия достоверных различий в измеренных па-

раметрах крови между ними и животными кон-

трольной группы (ложное облучение) в предвари-

где Е_к и Е_о - экстинкции соответственно кон-

тельных экспериментах. Экспозиции для обеих

трольной и опытной проб.

экспериментальных групп составляли 20 мин в

Активность СОД в гемолизате эритроцитов

день, пять дней в неделю. Эксперименты ставили

оценивали по методу, описанному в работе [13] и

отдельно на одно-, двух-, трех- и четырехнедель-

основанному на восстановлении нитротетразо-

ную экспозицию животных.

лия супероксидными радикалами, которые обра-

зуются при реакции между феназинметасульфа-

Подготовка биологического материала. Иссле-

том и восстановленной формой никотинамида-

дования проводили с кровью, взятой утром из

денинидинуклеотида. Поскольку образование

хвостовой вены крысы. В качества антикоагулян-

нитрофармазана, продукта восстановления нит-

та использовали раствор, содержащий 1.34% ок-

ротетразолия, блокируется наличием в пробе

салата натрия и 3.8% цитрата натрия. Кровь цен-

СОД, на основании количества нитроформазана

трифугировали при 3000 об/мин в течение 15

судили об активности СОД. Контрольную и

мин, после чего удаляли плазму и отмывали эрит-

опытную пробы колориметрировали при

роциты физиологическим раствором общепри-

λ = 540 нм в 10 мм кювете против воды.

нятым методом.

Расчет результатов проводили по формуле:

Методы определения. Перекисное окисление

−

липидов оценивали путем измерения концентра-

COD(%)

×100.

ции окрашенного комплекса, образованного ма-

лоновым диальдегидом (МДА) с добавленной

Для статистического анализа данных исполь-

тиобарбитуровой кислотой, согласно Андреевой

зовали пакет програм SPSS для Windows версии

и др. [11] в плазме (для анализа брали 0.3 мл све-

22.0. Для проверки соответствия данных для изу-

жей плазмы крови без гемолиза) и Суплотову и

чаемых групп нормальному распределению ис-

Барковой [12] в эритроцитах (0.1 мл отмытых

пользовали тест Шапиро-Уилки. Различия меж-

эритроцитов гемолизировали 2.0 мл дистиллиро-

ду контрольными и экспериментальными изме-

ванной воды). Общую антиоксидантную актив-

рениями проверяли с помощью t-критерия для

ность (ОАА) в плазме и эритроцитах, а также ак-

парных выборок. В качестве описательной стати-

тивность супероксиддисмутазы (СОД) в эритро-

стики даны средние значения ± стандартная

цитах определяли по методике Горячковского

ошибка, величины с p < 0.05 было приняты как

[13]. ОАА в плазме и эритроцитах оценивали по

статистически значимые значения.

степени ингибирования окисления твина-80 до

малонового диальдегида системой «аскорбиновая

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

кислота - железо». 0.4 мл эритроцитов дважды

отмывали физиологическим раствором в центри-

Как уже отмечалось, эксперименты проводили

фуге в течение 5-10 мин при 3000 об/мин. Из от-

в режимах низкой и относительно высокой ин-

мытых эритроцитов готовили гемолизат - к

тенсивности воздействия. В режиме низкоинтен-

0.1 мл отмытых эритроцитов добавляли 0.9 мл ди-

сивного облучения (при плотности потока мощ-

стиллированной воды.

ности 10 мкВт/см²) изучали концентрацию МДА

в плазме и эритроцитах как у контрольных, так и

В две склянки из темного cтекла (для опытной

у облученных животных после одной, двух, трех и

и контрольной проб) вносили по 2 мл твина-80,

четырех недель воздействия соответственно

0.2 мл раствора сульфата железа, 0.2 мл раствора

(табл. 1).

аскорбиновой кислоты, 0.1 мл гемолизата или

0.2 мл плазмы. В контрольную пробу вместо био-

Повышенный по сравнению с контрольной

логического материала вносили соответствующее

группой уровень МДА (выраженный в нмоль/л) в

количество дистиллированной воды. Инкубиро-

плазме крови у крыс, подвергшихся воздействию

вали 48 ч при 40°С, затем к 2 мл смеси приливали

низкоинтенсивного облучения наблюдаются в

1 мл трихлоруксусной кислоты и через 60 мин

группах с экспозициями трех- и четырехнедель-

ного облучения. Превышение уровня МДА в

центрифугировали 15 мин при 8000 об/мин. К

1 мл полученного супернатанта добавляли 2 мл

плазме после облучения в течение трех недель со-

ставило 16.7% (9.1 ± 1.1 против 7.80 ± 0.28 нмоль/л

тиобарбитуровой кислоты и кипятили 15 мин.

в контроле), после четырех недель облучения -

Конечную смесь колориметрировали при

22.1%

(9.4

1.7 нмоль/л против

7.70

λ = 532 нм.

± 0.29 нмоль/л в контроле). В обоих случаях из-

Расчет результатов проводили по следующей

менения были статистически значимыми

формуле:

(р < 0.05). Небольшое снижение, наблюдаемое в

БИОФИЗИКА том 67

№ 1

2022

124

АББАСОВА, ГАДЖИЕВ

Таблица 1. Уровни МДА и ОАА в плазме и эритроцитах крыс, подвергшихся воздействию ЭМИ с частотой

460 МГц при относительно низкой интенсивности

Группа животных

Показатели

1-я неделя

2-я неделя

3-я неделя

4-я неделя

Контроль

Эксперимент

Контроль

Эксперимент

Контроль

Эксперимент

Контроль

Эксперимент

МДА в плазме,

7.90 ± 0.23

7.83 ± 0.83

8.00 ± 0.22

7.21 ± 1.23

7.8 ± 0.28

9.1 ± 1.1*

7.70 ± 0.29

9.4 ± 1.7*

нмоль/л

МДА

эритроцитов,

14.3 ± 2.5

14.9 ± 1.9

14.0 ± 2.9

18.1 ± 3.3*

14.3 ± 2.6

18.02 ± 2.20*

14.1 ± 2.8

15.9 ± 0.8

нмоль/л

ОАА плазмы, %

63.49 ± 5.10

60.8 ± 7.4

63.5 ± 4.9

57.70 ± 5.05

63.65 ± 4.0

58.6 ± 6.3

62.9 ± 6.0

59.8 ± 5.0

ОАА

71.25 ± 4.10

70.1 ± 2.7

71.28 ± 4.00

73.1 ± 3.01

71.3 ± 4.3

71.6 ± 9.9

71.2 ± 4.7

58.1 ± 8.2*

эритроцитов, %

СОД

27.89 ± 5.40

46.8 ± 3.6

28.21 ± 4.60

21.9 ± 5.6

27.9 ± 5.6

23.1 ± 1.6

28.34 ± 5.10

34.1 ± 3.6

эритроцитов, %

Примечание. Плотность потока мощности 10 мкВт/см²; * - p < 0.05 по сравнению с контрольной группой.

первую и вторую недели (менее 10%), было стати-

интенсивности приводит к изменению окисли-

стически незначимым (р > 0.05).

тельно-восстановительного состояния организ-

ма. Основная картина, которую можно увидеть, -

Повышение уровня МДА в эритроцитах крыс

это противоположное направление изменений

при низкоинтенсивном облучении наблюдалось

только после двухнедельного облучения, которое

показателей во время воздействия продолжитель-

сохранялось на том же уровне и после трех недель

ностью четыре недели.

облучения. В группе крыс, облученных в течение

Антиоксидантный фермент СОД в эритроци-

четырех недель, статистически значимое повы-

тах также реагирует на облучение животных де-

шение уровня МДА в эритроцитах не наблюда-

циметровым излучением в зависимости от дли-

лось. От уровня МДА в эритроцитах для кон-

тельности воздействия. Полученные данные по-

трольной группы (14.0 нмоль/л) превышения

казывают, что по сравнению с контролем

концентрации для групп животных, облученных

активность фермента увеличивается в течение од-

в течение двух, трех и четырех недель составляли

ной недели (68.7%), но снижается в течение трех

соответственно 29.3% (p < 0.05), 26.0% (p < 0.05) и

недель (17.2%). На 28-е сутки активность фермен-

6.4% (p = 0.06).

та увеличивается на 20.5% по сравнению с по-

Таким образом, при низкоинтенсивном воз-

вторным контролем.

действии ЭМИ на животных наблюдается усиле-

ние процесса ПОЛ в плазме крови, начиная с тре-

Известно, что активность СОД зависит от

тьей недели облучения, а в эритроцитах - со вто-

уровня кислорода и его реакционноспособных

рой недели.

интермедиатов в тканях. Повышение активности

фермента является адаптивной реакцией, на-

Небольшие изменения происходят в антиок-

правленной на уменьшение интенсивности ПОЛ.

сидантной активности плазмы и эритроцитов у

Снижение поступления кислорода может являть-

крыс под действием низкоинтенсивного облуче-

ся причиной низкой активности СОД.

ния. ОАА плазмы при четырехнедельном облуче-

нии статистически незначимо снижается по от-

Концентрация MДA в плазме резко возрастала

ношению к контрольным животным; максималь-

после недели воздействия ЭМИ относительно

ное, опять же статистически недостоверное

высокой интенсивности, т.е. при плотности по-

(р > 0.05) снижение приходится на двух- и трехне-

тока мощности 30 мкВт/см2 (табл. 2). Превыше-

дельное облучение. Что касается эритроцитов, то

ние концентрации по сравнению с контрольны-

для них ОАА показывает достоверное снижение

ми животными составило 96.2% при p < 0.001 к

относительно контрольных животных только

концу первой недели облучения. Уровень МДА

после четырехнедельного воздействия

(18.3%,

постепенно снижается и после четырехнедельно-

р < 0.05).

го воздействия достигает уровня, превышающего

Как видно из данных по перекисному окисле-

контрольный на 20.6% (р < 0.05). Полученные

нию липидов и антиоксидантной активности

данные об изменениях в концентрации МДА сов-

крови, действие применяемых нами ЭМИ низкой

пали с нашими предыдущими данными о влия-

БИОФИЗИКА том 67

№ 1

2022

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

125

Таблица 2. Уровень МДА и ОAA в плазме и эритроцитах крыс, подвергшихся воздействию ЭМИ с частотой 460

МГц при относительно высокой интенсивности

Группа животных

Показатели

1-я неделя

2-я неделя

3-я неделя

4-я неделя

Контроль

Эксперимент

Контроль

Эксперимент

Контроль

Эксперимент

Контроль

Эксперимент

МДА в плазме,

7.90 ± 0.19

15.50 ± 0.98**

7.85 ± 0.19

10.1 ± 1.1*

8.00 ± 0.19

9.63 ± 0.98*

7.85 ± 0.19

9.47 ± 0.80*

нмоль /л

МДА

эритроцитов,

11.50 ± 0.37

10.60 ± 0.82

11.09 ± 0.33

15.8 ± 1.34*

12.08 ± 0.44

11.95 ± 0.30

11.4 ± 0.36

15.32 ± 0.83*

нмоль/л

ОАА плазмы, %

54.9 ± 2.4

56.7 ± 4.9

54.70 ± 2.07

47.9 ± 10.3

54.40 ± 2.03

53.2 ± 4.1

54.3 ± 2.0

57.8 ± 5.0

ОАА

77.4 ± 4.9

78.4 ± 2.1

77.2 ± 5.0

74.9 ± 3.1

77.0 ± 5.9

80.7 ± 2.7

77.3 ± 4.2

74.6 ± 3.2

эритроцитов, %

СОД

49.3 ± 2.4

69.1 ± 2.4**

49.65 ± 2.10

33.2 ± 12.7

48.9 ± 2.8

33.1 ± 11.6

49.25 ± 2.30

35.1 ± 3.1

эритроцитов, %

Примечание. Плотность потока мощности 30 мкВт/см²; * - p < 0.05 по сравнению с контрольной группой, ** - p < 0.001 по

сравнению с контрольной группой.

нии ЭМИ относительно высокой интенсивности

тканях. Метаболит кислорода супероксид

яв-

на уровень МДА в сыворотке крови [23].

ляется активатором и инициирующим фактором

Что касается эритроцитов, то уже после двух-

для СОД. Генерация супероксидных радикалов

недельного воздействия облучения уровень МДА

в клетках способна инициировать и поддер-

в них становится довольно высоким, но не ста-

живать цепную реакцию свободнорадикального

бильным. К концу второй и четвертой недель по-

процесса ПОЛ. Супероксиддисмутаза, катализи-

вышение уровня МДА достигает 42.5% и 34.4%

–

руя дисмутацию

-радикалов по реакции

соответственно. При трехнедельном облучении

небольшое превышение уровня МДА относи-

SOD

−

тельно контрольной группы не имеет статистиче-

2H+→H

ской достоверности (p > 0.05).

способна подавлять ПОЛ. Увеличение активно-

Воздействие ЭМИ на крыс при относительно

сти СОД в начале облучения в наших опытах ука-

высокой интенсивности не приводит к значи-

зывает на усиление генерации

-радикалов в

тельным изменениям уровня ОАА в плазме и

крови под воздействием микроволнового излу-

эритроцитах. Так, уровень ОАА в плазме показал

чения.

небольшое снижение (около 12.4%) с уровнем до-

верия ниже 95%-й вероятности только за две не-

Существует ряд работ, указывающих на повы-

дели воздействия по сравнению со всеми иссле-

шение уровня продукции свободных радикалов в

дованными временными отрезками облучения.

органах и тканях под действием микроволнового

ОАА эритроцитов не имеют явных признаков за-

ЭМИ низкой интенсивности, имеющее место,

висимости от длительности облучения.

например, при использовании мобильных теле-

Изучение СОД в эритроцитах выявило дина-

фонов [14]. Сообщается, что независимо от ча-

мику активности: резкий рост активности на

стотного спектра ЭМИ вызывают повышение

40.2% после недельного облучения сменяется на

уровня свободных радикалов кислорода в экспе-

практически стабильный, но низкий по отноше-

риментальной среде у растений [15] и у людей

нию к контролю уровень активности (в среднем

[16].

на 32.3% в течение следующих трех недель облу-

В работе [7] указывается, что ЭМИ сотовых те-

чения, p < 0.05).

лефонов могут влиять на биологические системы,

Активность СОД зависит от уровня кислорода

увеличивая количество свободных радикалов, ко-

и его реакционноспособных интермедиатов в торые, по-видимому, в основном усиливают пе-

БИОФИЗИКА том 67

№ 1

2022

126

АББАСОВА, ГАДЖИЕВ

рекисное окисление липидов, и изменяя антиок-

лучения в живой системе. В работе [21] было по-

сидантную активность крови человека, что при-

казано, что хотя хроническое воздействие излуче-

водит к окислительному стрессу. Используя

ния мобильного телефона на крыс не приводит к

ЭМИ с частотой 900 МГц (стандарт GSM), авто-

изменению уровня сывороточного железа и фер-

ры наблюдали увеличение концентрации МДА в

ритина, оно отрицательно влияет как на ненасы-

плазме крыс, подвергшихся облучению. Одно-

щенную, так и на общую железосвязывающую

временно наблюдалось снижение концентрации

способность сыворотки. В нашем собственном

низкомолекулярных антиоксидантов, аскорби-

исследовании [22], в котором мы использовали

новой кислоты, витамина Е, восстановленного

такое же излучение (460 МГц) для воздействия на

глутатиона, а также активности антиоксидантных

крыс, что и в данной работе, мы также обнаружи-

ферментов каталазы и супероксиддисмутазы. В

ли изменения в уровне сывороточного железа, а

другой работе

[6] микроволновое облучение

также в ненасыщенной и общей железосвязыва-

(3.5 ГГц), применяемое для облучения самцов

ющей способности сыворотки.

крыс, также вызывало значительное увеличение

Биологический эффект воздействия микро-

маркера перекисного окисления липидов в

волнового ЭМИ представляет особый интерес

плазме (МДА), в то время как наблюдалось зна-

для исследователей. Результаты многих исследо-

чительное снижение концентрации глутатиона.

ваний не только ясно демонстрируют, что воздей-

Следовательно, результаты предполагают, что

ствие ЭМИ вызывает окислительный стресс в

окислительно-восстановительный

потенциал

различных тканях, но также вызывает значитель-

глутатиона и никотинамидадениндинуклеотида

ные изменения в уровнях оксидантных и антиок-

(NADH/NAD) нарушается в результате воздей-

сидантных маркеров крови. По-видимому, следу-

ствия микроволнового излучения.

ет учитывать риск окислительного стресса в раз-

Авторы работы [5] в своих исследованиях эф-

личных органах, в том числе в крови, из-за

фектов ЭМИ микроволнового диапазона (5 су-

электромагнитного излучения [1, 20]. Однако ре-

ток, 15 мин/сутки, 1800 МГц) также показали, что

ализация этих рисков, вероятно, будет опреде-

уровень ПОЛ в крови, почках и головном мозге и

ляться продолжительностью воздействия ЭМИ и

ОАА крови одновременно становятся ниже, чем у

плотностью потока мощности излучения. Риски

контрольных животных.

различных нарушений в организме, связанных с

воздействием ЭМИ, вероятно, зависят также от

Результаты, полученные в работе [17], показа-

функционального состояния организма и допол-

ли, что уровень ПОЛ в плазме значительно повы-

нительных факторов внешней среды [5, 24, 25].

шается после острого воздействия (до 4 ч) ЭМИ

мобильного телефона. В то же время активность

супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы в

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

эритроцитах значительно снижается, тогда как

активность каталазы остается неизменной.

Таким образом, результаты наших исследова-

ний и данные других авторов, на которые мы ссы-

Как показано в работе [18], микроволновое из-

лаемся, позволяют расширить представления об

лучение крайне высокой частоты (10 и 50 ГГц)

изменениях процессов перекисного окисления

вызывает значительное увеличение продукции

липидов и активности антиоксидантной системы

активных форм кислорода у крыс, подвергшихся

для выявления взаимодействия между процесса-

хроническому воздействию. В данном экспери-

ми пероксидации и механизмом активации этих

менте обнаружено падение активности фермен-

процессов электромагнитным излучением. Пред-

тов супероксиддисмутазы и глутатионпероксида-

ставляется, что обобщение полученных экспери-

зы в сыворотке, что приводит к снижению общей

ментальных результатов может послужить толч-

антиоксидантной способность крови.

ком для разработки методологических рекомен-

Реакция Фентона - это каталитический про-

даций по оказанию первичной помощи при

цесс, в которой реализуется превращение пере-

возникновении нештатных ситуаций, связанных

киси водорода, продукта окислительного мито-

с электромагнитным воздействием.

хондриального дыхания, в высокотоксичный

гидроксильный радикал. Некоторые исследова-

ния предполагают, что эффекты ЭМИ имеют ме-

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

ханизм, опосредованный реакцией Фентона, до-

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

пуская, что она способствует свободно-радикаль-

интересов.

ной активности в клетках [19, 20]. Имеются также

некоторые исследования по изучению влияния

микроволнового ЭМИ на параметры железа в сы-

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

воротке крови, что может косвенно указывать на

участие реакции Фентона в механизмах свобод-

Протокол эксперимента одобрен Локальным

норадикальной реализации микроволнового из-

этическим комитетом по экспериментам на жи-

БИОФИЗИКА том 67

№ 1

2022

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

127

вотных в Институте физиологии им. акад. Абдул-

12. Н. Н. Суплотов и Э. Н. Баркова, Лаб. дело 8, 459

лы Караева (протокол №18 от 28.11.2012).

(1986).

13. А. М. Горячковский, Клиническая химия («Астро-

принт», Одесса, 1996).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

14. L. Challis, Bioelectromagnetics 7, 98 (2005).

E. Kivrak, K. Yurt, A. Kaplan, et al., J. Microsc. Ul-

15. M. Ursache, G. Mindru, D. Creangă, et al., Rom. J.

trastruct. 5 (4), 167 (2017).

Phys. 54 (1-2), 133 (2009).

K. Megha, P. Deshmukh, B. Banerjee, et al., Indian J.

16.

16. C. Georgiou, Eur. J. Oncol. 5, 66 (2010)

Exp. Biol. 50, 889 (2012).

17. Y. Moustafa, R. Moustafa, A. Belacy, et al., J. Pharm.

F. Oktem, F. Ozguner, H. Mollaoglu, et al., Arch.

Biomed. Anal. 26 (4), 605 (2001).

Med. Res. 36, 350 (2005).

18. S. Kumar, K. Kesari, and J. Behari, Ind. J. Exp. Biol.

M. Alghamdi and N. El-Ghazaly, Open J. Med.

48 (6), 586 (2010).

Chem. 2, 30 (2012).

19. H. Lai and N. Singh, Environ. Health Perspect. 112,

P. Bodera, W. Stankiewicz, B. Antkowiak, et al., Int. J.

687 (2004).

Occup. Med. Environ. Health 28 (4), 751 (2015).

20. B. Aydin and A. Akar, Arch. Med. Res. 42, 261 (2011).

S. Moussa, Roman. J. Biophys. 19 (2), 149 (2009).

M. Elhag, G. Nabil, and A. Attia, Pakistan J. Biol. Sci.

21. S. Dasdag and M. Akdag, J. Chem. Neuroanat. 75, 85

10 (23), 4271 (2007).

(2016).

А. Гаджиев, Е. Юсифов и Ю. Ибрагимова, Про-

22. M. Chetkin, C. Demirel, N. Kızılkan, et al., African

блемы физиологии и биохимии 34, 134 (2016).

Health Sci. 17 (1), 186 (2017).

А. Мусаев, Ж. Ибрагимова и А. Гаджиев, Рос.

23. М. Т. Аббасова и А. М. Гаджиев, Гематология и

журн. физиотерапии, курортологии и реабилита-

трансфизуология 64 (3), 274 (2019).

ции, 2, 10 (2009).

24. I. Yakymenko, O. Tsybulin, E. Sidorik, et al., Electro-

10.

H. H. Pennes. J. Appl. Physiol. 1, 93 (1948.)

magn. Biol. Med. 35 (2), 186 (2016).

11.

Л. И. Андрeева, Л. А. Кожемякин и А. Л. Кишкун,

25. A. Abdolmaleki, F. Sanginabadi, A. Rajabi, et al., Int.

Лаб. дело 11, 41 (1988).

J. Hemat. Oncol. Stem Cells Res. 6 (2), 13 (2012).

Effects of Exposure to Electromagnetic Field on Lipid Peroxidation

and Antioxidant Status in Rat Blood

M.T. Abbasova and A.M. Gadzhiev

Institute of Physiology named after academician Abdulla Garayev, National Academy of Sciences of Azerbaijan,

ul. Sharif-zade 2, Baku, Azerbaijan

The aim of this study is the evaluation of the influence of exposure to electromagnetic field of 460 MHz fre-

quency on lipid peroxidation and of the effects that different frequencies of electromagnetic radiation have on

the level of total antioxidant capacity in rat blood. Rats, weighing 250-300 g, were subjected to whole body

electromagnetic energy exposure at power density levels of 10 μW/cm² and 30 μW/cm² for 20 min per day

5 days a week over a period of 4 weeks. Specific absorption rates were 5 mW/kg and 15 mW/kg. Low-intensity

electromagnetic radiation exposure caused a gradual increase in malondialdehyde concentration in rat plas-

ma and erythrocytes, while total antioxidant capacity was slightly lower. The exposure of rats to high-intensity

electromagnetic radiation resulted in a sharp rise in plasma malondialdehyde concentration in the 1st week

of the experiment, and then gradually decreased to a level that was slightly higher than the control group mean

through the experiment. Erythrocyte malondialdehyde concentration was higher than the control group

mean in the 2nd and 4th week of the experiment. Changes in total antioxidant capacity in plasma and eryth-

rocytes were negligible and statistically insignificant. Superoxide dismutase activity after exposure to electro-

magnetic field frequency of 460 MHz (up to for 4 weeks) shows a two-phase reaction; in the first phase (a

compensatory stage), superoxide dismutase activity increases as the level of lipid peroxidation increases, in

the second phase (an adaptive stage), superoxide dismutase activity decreases to a stable level that is lower

than the control group mean. It can be concluded that the mechanism for implementing the effects of non-

ionizing electromagnetic radiation in the decimeter range on living tissues involves cellular processes of a

free-radical nature and antioxidant protection.

Keywords: lipid peroxidation, antioxidant activity, plasma, erythrocytes, electromagnetic radiation

БИОФИЗИКА том 67

№ 1

2022