Системные эффекты радиочастотных электромагнитных полей как факторов риска в отношении сердечно-сосудистой системы

Данная публикация является продолжением серии обзоров, опубликованных ранее [1–4].

Анализ имеющихся публикаций показал, что наибольшее число исследований было проведено в отношении воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ) на нервную систему. Далее по «рейтингу»: сердечно-сосудистая система, железы внутренней и внешней секре- ции, выделительная система, опорно-двигательный аппарат.

Поскольку число исследований воздействия ЭМП РЧ на половую систему практически конкурирует с исследованиями ответа нервной системы, мы полагаем, что данный вопрос должен быть рассмотрен отдельно. Поэтому в данной серии публикаций будут представлены вопросы ответа сердечно-сосу-

Хорсева Наталия Игоревна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории физико-химических проблем радиобиологии и экологии (e-mail: ; тел.: 8 (905) 782-87-17; ORCID: .

Григорьев Павел Евгеньевич - доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник научно-исследовательского отдела физиотерапии, медицинской климатологии и курортных факторов (e-mail: ; тел.: 8 (978) 767-22-10; ORCID: .

дистой системы, желез внутренней и внешней секреции, выделительной системы, опорно-двигательного аппарата на действие ЭМП РЧ в первую очередь для детей и подростков / молодых животных как самых уязвимых когорт для любых факторов внешней среды.

Исследования влияния ЭМП РЧ на сердечнососудистую систему суммированы в нескольких обзорах, которые указывают на широкий спектр выявленных изменений, в частности параметров крови [5], гистологии сердца [6, 7], электрокардиограммы [6, 8]. Однако большинство их проводилось либо на взрослых животных, либо на когортах людей, как правило, с широким возрастным охватом, без отдельного анализа изменений для разных возрастных периодов.

Основными параметрами изучения были такие характеристики, как артериальное давление (АД), частота сердечных сокращений (ЧСС), вариабельность сердечного ритма (ВСР), показатели электрокардиограммы (ЭКГ), гистологические изменения.

В данном обзоре будут представлены преимущественно результаты работ, полученные на молодых животных, и исследования на когорте молодых людей (дети, подростки, юношеский и первая половина I периода зрелого возраста – до 25 лет).

Экспериментальные данные. Анализ результатов экспериментальных исследований показал, что большинство их было проведено на крысах, однако были использованы и другие животные: голуби [9], кролики [10], собаки [11], мыши [12].

Результаты изменений гематологических показателей после воздействия ЭМП РЧ базовых станций и мобильных телефонов были представлены в [9, 11, 13–17]. Так, исследование 30-дневного действия ЭМП РЧ базовых станций, проведенное в 2021 г. H. Akbari et al., с разными экспозициями (30 и 60 мин/сут) на расстоянии 50, 100 и 150 см соответственно на гематологические параметры молодых голубей показало, что расстояние от источника имеет бóльший эффект, чем время экспозиции. В частности, наибольшее влияние расстояния зарегистрировано для уровня тромбоцитов – снижение показателя уменьшалось при увеличении удаленности от источника ЭМП. Далее, по мере убывания влияния, следовали показатели гематокрита, средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах, нейтрофилов, гемоглобина, эритроцитов, лимфоцитов, лейкоцитов и моноцитов, а продолжительность воздействия – на моноциты (далее – тромбоциты, нейтрофилы, средняя концентрация гемоглобина, лейкоциты, гематокрит, лимфоциты, эритроциты и гемоглобин) [9].

Ранее аналогичные результаты на крысах при воздействии ЭМП РЧ мобильных телефонов были получены в работах A.B. El-Bediwi et al. в 2013 г. (900 МГц) [13], A. Sani et al. в 2018 г. (900 МГц и 1,3ГГц) [16], V.P. Kalanjati et al. в 2019 г. (2100 МГц) [14], а также в исследовании H.S. Kim в 2018 г. при действии мобильных телефонов (МТ) (900, 2100 и 915 МГц соответственно) [15]. Так, при воздействии 900 МГц (1ч/сут ежедневно в течение 3 и 6 месяцев соответственно) установлено снижение уровней эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, молекул гемоглобина, а также вязкости крови и плазмы, более выраженное при 6-месячном действии. Зарегистрированы и конформационные изменения в структуре гемоглобина [13].

При воздействии 2100 МГц (0,84–1,86 Вт/кг SAR, 4 ч/сут в течение 30 дней), кроме снижения уровней лейкоцитов и нейтрофилов, выявлено снижение количества кардиомиоцитов, конгруэнтное с долей площади нефиброзного миокарда [14]. Кроме того, в обоих случаях зарегистрирован более высокий уровень CK-MB (креатининфосфокиназы), которая является маркером развития инфаркта миокарда.

Сравнение воздействия 900 МГц и 1,3 ГГц (1, 3 и 5 ч/сут, 28 дней), проведенное в [16], при действии 900 МГц выявило снижение уровней лейкоцитов, среднего содержания и средней концентрации гемоглобина в эритроцитах, а 1,3 ГГц вызывало снижение эритроцитов, среднего объема эритроцитов, гемоглобина и лимфоцитов.

Однако H.S. Kim et al. при воздействии на крыс 915 МГц зарегистрировали только уменьшение числа лейкоцитов, включая лимфоциты, при неизменном уровне эритроцитов и тромбоцитов [15]. Подобные результаты были получены на собаках при воздействии 1962–1966 МГц (2 ч/сут и 5 дней в неделю в течение 10 недель; SAR 0,96 Вт/кг). При неизменном уровне эритроцитов, тромбоцитов, лимфоцитов и моноцитов было зарегистрировано статистически значимое снижение концентрации лейкоцитов, нейтрофилов, эозинофилов и базофилов [11].

В связи с этим интересны исследования В.С. Орловой отдаленных последствий (через 30 дней) для самцов и самок крыс после воздействия ЭМП на частотах 3,5, 28 и 37 ГГц (плотность потока энергии 500 мкВт/см2 в течение 30 дней). Установлено, что статистически значимых изменений в клеточном составе крови ни у самцов, ни у самок крыс сразу после окончания воздействия не обнаружено. Однако через 30 дней только у самок зарегистрировано снижение содержания гемоглобина в эритроците и средней концентрации гемоглобина в эритроците, а также уровня лейкоцитов, лимфоцитов и повышение содержания моноцитов [17]. Таким образом, показано, что воздействие ЭМП РЧ разных частотных диапазонов может вызывать различные гематологические изменения.

Исследования ЭМП РЧ мобильной связи на показатели сердечно-сосудистой системы в организме молодых животных немногочисленны и весьма противоречивы. Например, никаких статистически значимых изменений артериального давления (АД) и частоты сердечных сокращений (ЧСС) при воздействии на крыс 3G (40 мин/сут в течение 20 дней) не установлено, только тенденция к сниже- нию показателей ЧСС после воздействия [18]. Незначительные колебания параметров электрокардиограммы (ЭКГ) были зарегистрированы при воздействии 1962–1966 МГц (2 ч /сут 5 дней в неделю в течение 10 недель; SAR 0,96 Вт/кг) у молодых собак [11].

Тем не менее воздействие мобильного телефона с двойным трансивером (900/1800 МГц, 10 мин/сут в течение шести недель; SAR для тела 0,851 Вт/кг) вызывает достоверное увеличение систолического, диастолического, среднего артериального АД и снижение ВСР без изменения параметров ЧСС [19]. Высокие показатели систолического давления, изменения ЭКГ и незначительные колебания ЧСС были зарегистрированы при всех воздействиях ЭМП РЧ на частоте 1800 МГц с разными режимами ежедневной экспозиции (1, 2 и 3 ч/сут) и длительностью действия (4 и 6 недель). При этом выраженность этих изменений зависела от ежедневной экспозиции и длительности воздействия [20]. Однако при действии с частотой 1788 МГц (интенсивность – 160 В/м, длительность – 150 мин) на молодых кроликов зарегистрировано уменьшение ЧСС и изменение показателей ЭКГ [10].

Гистологические изменения после воздействия ЭМП РЧ разных частотных диапазонах в сердце экспериментальных животных описаны в ряде работ [12, 14, 20–22], в том числе и при действии ЭМП РЧ от телекоммуникационных мачт [23], а также Wi-Fi [24, 25].

Гипертрофия, фрагментация и вакуолизация миокарда зарегистрированы при воздействии ЭМП РЧ на частоте 1800 МГц с разными режимами ежедневной экспозиции (1, 2 и 3 ч/сут) и длительностью действия (4 и 6 недель). Выраженность изменений была прямо пропорциональна времени и длительности воздействия [20]. При действии 900 МГц выявлено: субэндокардиальные кровоизлияния в сердце крыс (1, 2 и 4 ч/сут в течение 30 дней) [21], структурные изменения и застойные явления в капиллярах в миокарде, увеличение процента апоптотических клеток миокарда, изменение структуры Z-полос, уменьшение миофиламентов и выраженная вакуолизация (1 ч/сут в течение 30 дней) [22]. Кроме того, достоверное снижение количества кардиомиоцитов выявлено при действии 2100 МГц (4 ч/сут в течение 30 дней; SAR всего тела 0,84–1,86 Вт/кг) [14]. Однако воздействие ЭМП РЧ на мышей с частотой 915 МГц (9 ч/сут в течение 14 дней) не обнаружило изменений в весе сердца и в содержании коллагена в сердечных тканях [12].

Кроме того, E.A. Adebayo et al. выявили грубое повреждение сердечной мышечной архитектуры с искаженными нерегулярными сердечными мышечными волокнами и более широкими межволоконными пространствами у крыс, помещенных на расстоянии 24 м от основания двух различных мачт телекоммуникационной сети (1800 МГц) в течение 5 недель (1,40 Вт/см2) [23].

Особого внимания заслуживают исследования воздействия Wi-Fi на миокард. В частности, показано, что даже кратковременное воздействие Wi-Fi (2,45 ГГц в течение часа) вызывает изменение кардиоинтервалов на ЭКГ [24], а более длительное воздействие (2,4 ГГц 2ч/сут в течение 52 дней) – наличие гипертрофии, а также увеличение объемной плотности миокарда, снижение общего числа ядер кардиомиоцитов, уменьшение количества миоцитов [25].

Исследования воздействия ЭМП РЧ на сердечно-сосудистую систему человека. В настоящее время распространены когортные исследования связи между использованием мобильного телефона (МТ) и развитием сердечно-сосудистых заболеваний у взрослых. Примером таких исследований могут служить работы B. Ekici et al. (251 человек в возрасте 22–40 лет) [26]; F. Amiri et al. (8905 человек в возрасте 35–65 лет) [27]; Z. Ye et al. (212 046 человек, возраст – 37–73 года) [28]; V. Gangwar (30 человек, 18–30 лет) [29], а также анализ взаимосвязи распространения заболеваний сердечнососудистой системы у населения с электромагнитной обстановкой места проживания [30, 31]. Особое место занимают работы по изучению влияния ЭМП РЧ мобильного телефона, который располагается в области груди (в нагрудном кармане) [32], в том числе при воздействии Wi-Fi на область сердца [33].

Дети, подростки, зрелость до 25 лет. Тем не менее, в отличие от исследований, проводимых с участием взрослых, работы по изучению воздействия ЭМП РЧ на сердечно-сосудистую систему детей и подростков (7–16 лет), лиц юношеского возраста (16–20 лет) и первого периода зрелого возраста до 25 лет единичны. При этом следует особо подчеркнуть, что изучение «ответа» сердечно-сосудистой системы проводилось при однократном и кратковременном воздействии ЭМП РЧ.

Так, в работе Т.И. Васильевой при сравнении 5-минутного воздействия МТ в четырех возрастных группах: школьники 7-х (12–13 лет) и 10-х (15–16 лет) классов, студенты IV курса (20–21 год) и взрослые (45–50 лет) выявило достоверное увеличение частоты пульса в группе школьников 7-го класса и величины систолического давления в группе старшеклассников. Изменений показателей функционирования сердечно-сосудистой системы в группах студентов и взрослых не наблюдалось [34]. Позднее S.B. Choi et al. при сравнении 32-минутного воздействия МТ (средняя мощность – 250 мВт при 1950 МГц; удельная скорость поглощения – 1,57 Вт/кг в гарнитуре, надетой на голову) на подростков (15,3 ± 0,7 г.) и взрослых (28,4 ± 5,1 г.) также не выявили существенных различий в частоте сердечных сокращений, частоте дыхания или LF/HF [35].

Тем не менее R. Andrzejak et al. при кратковременном 20-минутном воздействии излучения МТ зарегистрировали изменения параметров ВСР как у мужчин, так и у женщин (средний возраст 23,0 ± 1,4 г.): увеличение уровней SDNN (стандартное отклонение нормальных интервалов) и параметров частотных параметров ВСР: VLF и HF (сверхнизкой и высокой частот), но снижение соотношения LF/HF (низкой и высокой частоты) [36]. Аналогичные результаты были получены в работах A. Al-Hazimi при 15-минутном воздействии ЭМП РЧ МТ (900 МГц) у 25 здоровых мужчин (21,0 ± 1,5 г.) [37] и J. Wallace et al. при 26-минутной экспозиции МТ (900 МГц) на молодых людей (23,5 ± 3,1 г.) [38].

Однако, в отличие от исследований, результаты которых приведены выше, H. Mahata et al. зарегистрировали статистически значимые изменения показателей ЧСС и АД при воздействии ЭМП РЧ МТ (900 МГц, время экспозиции не указано) на студентов 21–23 лет, которые зависели от местоположения МТ у испытуемых: в кармане рубашки и брюк, а также в руке. Установлено, что показатель ЧСС был снижен, когда МТ был помещен в карман рубашки, а также в руку, а повышение показателя систолического давления зарегистрировано, когда МТ располагался в руке и кармане брюк [39].

Нетривиальный подход к изучению влияния ЭМП РЧ на сердечно-сосудистую систему представлен в работе F. Aydın et al. Были исследованы изменения ВСР у правшей и левшей (18–25 лет). Поскольку правши подносили телефон к правому уху, а левши – к левому, расстояние между сердцем и правым ухом примерно на четыре сантиметра больше, чем расстояние до левого уха. Было установлено, что процент последовательных разностей N–N, длительностью более 50 мс на каждый 5-минутный интервал (pNN50 %), был значительно ниже у левшей по сравнению с группой правшей. Авторы полагают, что даже небольшое увеличение расстояния между МП и расстоянием до сердца может уменьшить его негативное воздействие на сердечнососудистую систему [40].

Среди работ по изучению непосредственного влияния ЭМП РЧ МТ на организм детей и подростков выделяются исследования связи риска развития заболеваний сердечно-сосудистой системы, в частности, гипертонии, в зависимости от длительности использования МТ. К таким исследованиям можно отнести работы Y. Zou et al. (2019) [41] и S. Liu et al. (2022) [42].

В первом случае было изучение распространенности гипертонии и ее связи с зависимостью как от ожирения и плохого сна подростков, так и от смартфонов среди учащихся младших классов в Китае (2639 учащихся младших классов (1218 мальчиков и 1421 девочка) в возрасте 12–15 лет (13,18 ± 0,93 г.)). Авторы полагают, что именно зависимость от смартфона может быть новым фактором риска высокого кровяного давления у подростков [41]. Во втором случае развитие гипертонии у школьников (2573 учащихся в возрасте 9–17 лет)

авторы связывают со степенью использования мобильного телефона (социальных сетей), которая находится в прямой зависимости от возраста школьников [42]. Мы полагаем, что результаты, изложенные в работах Y. Zou et al. (2019) и S. Liu et al. (2022), могут быть объяснены временем нахождения у экранов современных гаджетов [43].

Наряду с изучением показателей сердечнососудистой системы, включая ВСР в разных возрастных группах , гематологические изменения были зарегистрированы у детей в возрасте 6–12 лет, проживающих вблизи базовых станций (воздействие ЭМП РЧ в диапазоне 1,4–4,7 мВт/см²) более 5 лет: увеличение количества лейкоцитов, лимфоцитов, среднего содержания и концентрации гемоглобина в эритроцитах, а также снижение гематокрита, гемоглобина, эритроцитов и тромбоцитов [44].

Противоположные результаты были получены для мужчин и женщин (средний возраст – 35 лет), проживающих вблизи базовых станций. Количество лейкоцитов, уровень гематокрита, процент моноцитов, эозинофилов и базофилов были значительно ниже, а количество эритроцитов, их средний объем и средняя концентрация гемоглобина были заметно выше. Не наблюдалось существенной разницы между двумя группами по гемоглобину, его средней концентрации, количеству тромбоцитов, проценту лимфоцитов и нейтрофилов [45].

Приведенные результаты показывают, что детский организм отличается от взрослого и требует особого подхода в исследовании воздействия ЭМП РЧ на сердечно-сосудистую систему.

Несмотря на единичные исследования влияния ЭМП РЧ на сердечно-сосудистую систему, представленные результаты требуют дальнейшего изучения выявленных эффектов на фоне длительных экспозиций ЭМП РЧ, особенно с учетом действующих предельно допустимых норм SAR.

Это положение хорошо согласуется с работой U.I. Uche и O.V. Naidenko, опубликованной в 2021 г. в журнале Environmental Health [46], которая показала необходимость пересмотра SAR, особенно в отношении детей и подростков. Проведя исследование развития кардиомиопатии у крыс с применением двух десятикратных коэффициентов безопасности для межвидовой и внутривидовой изменчивости, они получили предел SAR для всего тела от 2 до 4 мВт/кг. И, далее, применяя подход сравнительных доз с использованием дополнительного десятикратного коэффициента безопасности для детей, они рассчитали, что предел SAR всего тела не должен превышать 0,2–0,4 мВт/кг, что в 200–400 раз ниже законодательно принятого уровня SAR для всего тела (0,08 Вт/кг), принятого действующими правилами США.

Выводы. Таким образом, можно констатировать, что ЭМП РЧ действительно оказывает негативное влияние на сердечно-сосудистую систему, в том числе детей и подростков, и, с учетом расчетов, проведенных U.I. Uche и O.V. Naidenko, назрела необходимость пересмотра действующих норм предельно допустимых уровней воздействия ЭМП РЧ на детей и подростков с одновременной разработкой отдельных регламентирующих документов для данной когорты населения.

Финансирование . Работа выполнена в рамках государственного задания Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН (44.1 гос. № темы 0084-2019-004).