Экспериментальное изучение влияния электромагнитных полей радиочастотного диапазона на функциональное состояние репродуктивной системы

Воздействие ЭМП РЧ на биологические объекты может оказывать негативное влияние на различные системы организма, в том числе и на репродуктивную [1]. Электромагнитная безопасность населения стала серьезной проблемой, начиная со второй половины XX века, и является таковой в современном мире, так как большая часть населения испытывает воздействие электромагнитных полей (ЭМП) различных частот и режимов генерации, интенсивность которых многократно превосходит фоновые [2]. Основной вклад в увеличение уровней экспозиции ЭМП вносят радиотехнические объекты, в частности, системы телекоммуникаций, как стационарные, так и системы сухопутной подвижной радиосвязи. В связи с этим широкое применение средств связи на рабочих местах придает особую значимость оценке возможного биологического действия ЭМП РЧ. Важно изучение влияния ЭМП от различных источников на репродуктивную систему в связи с тем, что воздействию излучения разнообразных средств связи чаще всего подвергаются именно работники, находящиеся в активном репродуктивном периоде, а также подростки [3, 4].

Начиная с середины 80-х гг. ХХ века в области экспериментальной биологии и медицины все возрастающее внимание уделяется изучению

реакции живого организма на воздействие природных и искусственных (технических) электромагнитных полей. При общем воздействии ЭМП выраженность реакции со стороны различных систем организма располагается, по мере убывания, в следующем порядке: нервная, эндокринная, органы чувств, сердечно-сосудистая, кровь, пищеварительная, мышечная, выделительная, дыхательная, покровная, костная. При локальном воздействии ЭМП также обнаруживаются функциональные изменения со стороны всех систем организма, что предполагает обязательное участие в реакциях на ЭМП поля регуляторных систем организма (нервной и эндокринной) [5, 6]. В экспериментальных исследованиях при воздействии ЭМП РЧ были выявлены реакции со стороны репродуктивной системы, которые характеризовались угнетением эмбриогенеза, снижением жизнеспособности потомства, формированием мутаций и полным прекращением репродуктивной функции у половозрелых животных [7, 8]. Также имеются данные о возникновении значительных нарушений сперматогенеза у крыс-самцов при длительном воздействии электромагнитного излучения от сотового телефона [9].

Цель работы: изучение биологического действия, включая репродуктивную функцию, ЭМП РЧ в условиях подострого эксперимента.

Объект исследования: половозрелые самцы лабораторных крыс линии Вистар массой 250-350 г. Условия содержания соответствовали стандартным условиям вивария без ограничений в пище и воде. Было проведено две серии эксперимента. Облучение животных осуществлялось в ближней зоне источника излучения на частоте 1890 МГц, при плотности потока энергии (ППЭ) электромагнитного поля 500 мкВт/см² и 250 мкВт/см² 5 дней в неделю, по 3 часа в течение месяца. Каждая группа состояла из 12 животных. Контрольные группы по 12 животных подвергались мнимому облучению в том же режиме. Всего в процессе исследований было использовано 120 крыс.

Оценка влияния ЭМП на организм осуществлялась по следующим показателям: динамика массы тела, весовые коэффициенты отдельных органов (семенники, селезенка, надпочечники), ректальная температура тела, состояние ЦНС по двигательной активности (по модифицированной методике «открытое поле» с расчетом показателя энтропии). Для выявления изменений в репродуктивной системе самцов изучались показатели гонадотропного действия: весовые коэффициенты семенников, функциональные показатели: осмотическая стойкость сперматозоидов, количество сперматозоидов в мазке гомогената эпидидимиса. Обследование животных проводили на 5, 10, 20 день облучения и через 2 недели восстановительного периода. Статистическая обработка данных была выполнена с помощью статистического программного пакета STATISTICA 6.0.

При действии ЭМП 500 мкВт/см2 после 20го дня экспозиции были зарегистрированы статистически значимые различия массы тела между контрольной и опытной группами (349,0±3,9 г опыт, 377,3±12,1 г контроль) (р<0,05). До 20-го дня различия были статистически не значимы, однако наблюдалась тенденция к снижению динамики набора массы тела опытной группой. На второй неделе эксперимента отмечалось уменьшение коэффициента массы селезенки (0,0021±0,00031 в опыте, в контроле – 0,0026±0,00031, статистическая значимость при р<0,05), а также тенденция к снижению массы надпочечников.

У животных в течение всего периода воздействия наблюдалась гипотермия, выражающаяся в снижении ректальной температуры: после двух недель экспозиции она составила 34,86±0,3оC, контроль – 36,54±0,3оС (р<0,05); после четырех недель – 36,28±0,19оС, контроль – 37,41±0,09оС (р<0,05).

В ходе оценки поведенческих реакций по модифицированной методике «открытое поле» к

10 дню воздействия наблюдалось снижение ориентировочно-исследовательской активности опытной группы крыс по показателям норкового рефлекса (0,27±0,14 – опыт, 1,50±0,31 – контроль), и энтропии (28,09±1,86 – опыт, 42,25±2,97 – контроль, статистическая значимость р<0,05). При действии электромагнитного поля 250 мкВт/см2 не было выявлено отличий от контроля для всех изученных показателей. Отмечена тенденция к снижению ориентировочноисследовательской активности опытной группы крыс в «открытом поле».

Изучение влияния ЭМП РЧ на репродуктивную функцию при ППЭ 500 мкВт/см2 обнаружило эффекты со стороны репродуктивной системы животных: уменьшение массы семенников на второй неделе (массовый коэффициент 0,0073±0,00165, контроль 0,0086±0,00079, статистическая значимость р<0,05), которое сохранялось к четвертой неделе облучения. Снижение жизнеспособности сперматозоидов по показателю осмотической стойкости наблюдалось на протяжении всего cрока воздействия, причем к концу воздействия эти изменения были более выражены (2 недели воздействия -3,3±0,27% NaCl, контроль 4,9±0,44, статистическая значимость р<0,05; 4 недели воздействия -4,3±0,1% NaCl, контроль – 3,5±0,1%, статистическая значимость р<0,05). Также выявлена тенденция к уменьшению количества сперматозоидов в мазке гомогената эпидидимиса в этих группах.

При воздействии ЭМП с ППЭ 250 мкВт/см2 после двух недель облучения все изучаемые показатели в опытной группе не отличались от контроля. К четвертой неделе облучения зафиксированы изменения со стороны репродуктивной системы: снижение осмотической стойкости сперматозоидов (3,96±0,07%, контроль 4,17±0,05% NaCl, статистическая значимость р<0,05), а также наблюдалась тенденция к уменьшению массы семенников. В восстановительный период в группе животных, подвергавшихся воздействию облучения с ППЭ 250 мкВт/см2,не произошло восстановление репродуктивной функции: продолжала снижаться осмотическая стойкость сперматозоидов (3,77±0,07% NaCl, контроль 4,19±0,08% NaCl, статистическая значимость р<0,05) и уменьшалось количество сперматозоидов в мазке гомогената эпидидимиса.

Выводы: полученные в эксперименте данные свидетельствуют о возможном негативном влиянии ЭМП частотой 1890 МГц при ППЭ 500 и 250 мкВт/см2 на организм животных. Уровень экспозиции 500 мкВт/см2 вызывал угнетение активности ЦНС и возможное нарушение обмена веществ, а также оказывал действие на репродуктивную функцию в течении подострого эксперимента. Уровень экспозиции в два раза меньше (250 мкВт/см2) продолжал оказывать негативное действие на репродуктивную функцию самцов крыс. На фоне отсутствия изменений интегральных показателей отмечались стойкие изменения функциональных показателей сперматогенеза, сохранявшиеся после восстановительного периода. Для уточнения эффектов и анализа механизма биологического действия ЭМП РЧ планируются дальнейшие исследования.