РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 3, с. 339-344
НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ ^^^^^^^^^^^^^^ ИЗЛУЧЕНИЯ
УДК 539.104:539.12.04+612.821:599.3234.082
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ МОДУЛИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ РАДИОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА НА КОГНИТИВНУЮ ФУНКЦИЮ У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА
© 2007 г. Е. А. Пряхин1*, Г. А. Тряпицына1, С. С. Андреев1, И. А. Коломиец1,
Н. Д. Полевик2, А. В. Аклеев1
Федеральное государственное учреждение "Уральский научно-практический центр радиационной медицины", Челябинск
2 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по измерительной технике",
Челябинск
Исследовали влияние электромагнитного излучения (ЭМИ) радиочастотного диапазона (РЧ) на когнитивную функцию крыс (самцы Вистар неинбредное разведение) в период полового созревания (2 мес) и в возрасте морфо-функциональной зрелости (3.5 мес). Животных подвергали воздействию импульсного потока электромагнитной энергии (несущая частота 925 МГц, частота следования импульсов и скважность - в соответствии с сигналом подвижной станции мобильной связи стандарта GSM без речевой модуляции и скачков по частоте; уровень потока мощности 1.2 мВт/см2) по 10 мин ежедневно в течение 12 сут. Начиная с 8-х сут воздействия, когнитивную функцию у животных тестировали с использованием лабиринта Морриса. В результате проведенных исследований было выявлено, что воздействие ЭМИ РЧ в период полового созревания не приводило к изменению когнитивной функции, связанной с пространственной ориентацией, и вызывало улучшение когнитивной функции, связанной со зрительным восприятием, а в период морфо-функциональной зрелости не приводило к изменению когнитивной функции, связанной со зрительным восприятием, но вызывало улучшение когнитивной функции, связанной с пространственной ориентацией.
Электромагнитное излучение, крысы, когнитивная функция, лабиринт Морриса.
В настоящее время естественные электромагнитные излучения (ЭМИ) дополнились различными полями и излучениями антропогенного происхождения, которые приобрели значение экологического фактора, оказывающего влияние на значительную часть населения. Существенный вклад в электромагнитное облучение человека вносят ЭМИ радиочастотного диапазона, в частности мобильных средств связи [1, 2].
В ряде работ при исследовании биологических эффектов ЭМИ радиочастотного диапазона были выявлены морфологические и функциональные изменения центральной нервной системы. Отмечено, что воздействие ЭМИ РЧ низкого уровня изменяло электрофизиологические параметры головного мозга [3-5], вызывало нарушение сна [6], снижение внимания у людей [7, 8]. При оценке влияния на крыс ЭМИ с характеристиками, соответствующими современным средствам мобильной связи, выявлено повышение
*Адресат для корреспонденции: 454076 Челябинск, ул. Воровского. 68а, ФГУН УНПЦРМ; тел.: (351) 232-7929; факс: (351) 232-79-13; e-mail: pryakhin@urcrm.chel.ru.
проницаемости гематоэнцефалического барьера [9], повреждение нейронов в коре головного мозга, гиппокампе и базальном ядре мозга [10], неблагоприятное действие на когнитивную функцию [11, 12].
В настоящее время воздействию ЭМИ РЧ подвергаются прежде всего молодые люди [13]. В литературе имеются единичные работы об особенностях реакции со стороны центральной нервной системы на воздействие ЭМИ радиочастотного диапазона в разные возрастные периоды [14-17].
Цель данной работы - оценка влияния электромагнитного излучения радиочастотного диапазона на когнитивную функцию у крыс различных возрастных периодов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Исследования выполнены на самцах крыс линии Вистар неинбредного разведения. Животных содержали на полноценном рационе, воду не ограничивали, при температуре 20-22°С, влажности 40-60%, по 2-3 животных в клетке. В экспериментах использовали крыс двух возрастных
339
6*
групп: 2 мес, что соответствует периоду полового созревания (пубертатный период); 3.5 мес, что соответствует периоду морфофизиологической зрелости (половозрелые животные).
Было сформировано четыре экспериментальные группы численностью по 8 животных каждая. Две группы животных разного возраста облучались в течение 600 с импульсным потоком электромагнитной энергии с частотой следования импульсов и скважностью сигнала, соответствующими сигналу подвижной станции мобильной связи стандарта GSM без речевой модуляции и скачков по частоте.
Основные параметры сигнала следующие. Сигнал представлял собой непрерывную последовательность радиоимпульсов трапециевидной формы с частотой повторения импульсов 217 Гц и несущей частотой - 925 МГц. Скважность огибающей высокочастотного сигнала (Q) равна 8. Средняя плотность потока мощности эквивалентной плоской волны (S) равна 1.2 мВт/см2 (12 Вт/м2). Средний уровень плотности потока мощности (в наших экспериментах - 1.2 мВт/см2 в течение 10 мин) соответствовал максимально допустимому уровню, соответствующему предельно допустимой энергетической экспозиции (200 мкВт ч/см2) [18].
Животных облучали в диэлектрическом контейнере цилиндрической формы без крышки с диаметром 0.2 м по 4 особи. Контейнер помещали в рабочую камеру, стенки которой были выполнены из радиопоглощающего материала. Излучатель располагали сверху над животными на расстоянии равном длине волны электромагнитного излучения. Воздействие проводили по 10 мин ежедневно в течение 12 сут. Животных двух других групп соответствующего возраста подвергали ложному облучению.
Начиная с 8-х сут воздействия, сразу же после экспозиции, проводили тестирование высшей нервной деятельности.
Когнитивную функцию у крыс оценивали с помощью водного лабиринта Морриса [19]. В наших исследованиях водный лабиринт Морриса представлял собой бассейн диаметром 180 см и высотой 60 см. Он заполнялся водой на высоту 35 см. Температура воды составляла 24 ± 2°С. Воду в бассейне подкрашивали нетоксичной краской в белый цвет. Платформу из прозрачного оргстекла размером 10 х 10 см помещали в центр северного сектора бассейна, на глубине 1-1.5 см от поверхности воды так, чтобы платформа не была видна животным. Бассейн располагался в отдельной комнате, которую животные не видели до тестирования. Комната равномерно освещалась двумя лампами по 150 Вт. На стенах комнаты развешивали изображения черно-белых
геометрических фигур для облегчения ориентирования крыс в пространстве.
Ежедневно 4 дня подряд (8-11-е сут воздействия ЭМИ РЧ) крысам давали по четыре попытки для поиска скрытой платформы. Для этого крысу помещали в воду головой к стенке в одном из четырех секторов бассейна. В каждую из четырех попыток сектор меняли псевдослучайным образом. После нахождения крысой платформы ей давали отдохнуть на платформе 30 с. Если животное не обнаруживало платформу, попытка прерывалась через 90 с, после чего животное извлекали из воды, помещали на платформу и также давали отдохнуть 30 с. В том и другом случае после отдыха животным предоставлялась следующая попытка.
На 5-е сут обследования проводили тест на зрительное восприятие: в южный сектор бассейна помещали возвышающуюся на 1.5 см над водой черную платформу, а крыс помещали в северный сектор.
Наблюдение за животными проводили с использованием видеокамеры, закрепленной над бассейном. Изображение оцифровывали и анализировали с помощью пакета Scion Image. Определяли длину траектории и время поиска платформы животными.
Рассчитывали среднее время поиска платформы и среднюю длину траектории за 4 попытки для каждого дня тестирования в эксперименте со скрытой платформой. В эксперименте на зрительное восприятие рассчитывали среднее время поиска платформы и среднюю длину траектории. Различия между группами определяли с помощью критерия Стьюдента, достоверными считали различия при уровне значимости 0-гипотезы p < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В результате тестирования когнитивной функции у самцов крыс с помощью водного лабиринта Морриса было выявлено, что время поиска скрытой платформы у животных контрольных групп (ложное облучение) в возрасте 2 и 3.5 мес достоверно не отличалось друг от друга (рис. 1). Но в обеих группах наблюдалось уменьшение времени поиска скрытой платформы от первого дня тестирования (70 ± 6 м для животных в возрасте 2 мес и 59 ± 7 м для животных в возрасте 3.5 мес) к четвертому (35 ± 6 м для животных обоих возрастов).
Подобные результаты были получены и при анализе длины траектории поиска скрытой платформы (рис. 2). В первый день тестирования длина траектории поиска скрытой платформы у животных в возрасте 2 мес составила 13 ± 1 м, а у крыс в возрасте 3.5 мес - 11 ± 1 м. Длина траекто-
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ МОДУЛИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 341 Время, с
Сроки тестирования, сут
Рис. 1. Время поиска скрытой платформы самцами крыс экспериментальных групп в разные дни тестирования.
Длина траектории, м
16 -
14 _ 13.38 Т
12 13.03 !!
10 10.58 ,, 9.10 1
8 _
6 -
4 -
2 -
0 |
- -А- - ЭМИ, возраст 3.5 мес
—А— Контроль, возраст 3.5 мес
- -о- - ЭМИ, возраст 2 мес Контроль, возраст 2 мес
2.72
52.84
3
4
Сроки тестирования, сут
Рис. 2. Длина траектории поиска скрытой платформы самцами крыс экспериментальных групп в разные дни тестирования.
1
2
рии в обеих группах закономерно уменьшалась к четвертому дню тестирования приблизительно в 2 раза.
При оценке влияния ЭМИ РЧ на животных в возрасте 2 мес не выявлено достоверных различий исследуемых показателей по сравнению с од-новозрастным контролем (рис. 1, 2), однако отмечено некоторое увеличение как времени, так и траектории поиска скрытой платформы во все дни тестирования.
Иная картина наблюдалась при электромагнитном облучении животных в возрасте 3.5 мес. У животных этого возраста в первый день тести-
рования показатели в группе ЭМИ были несколько ниже, чем в контроле. Начиная со второго дня тестирования регистрировалось выраженное, достоверное уменьшение времени поиска платформы в среднем на 40% по отношению к контролю. Также, начиная со второго дня тестирования, регистрировалось и уменьшение длины траектории поиска скрытой платформы в среднем в 2 раза по сравнению с контролем.
Сравнение показателей у животных разных возрастных групп,
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.