РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2014, том 54, № 2, с. 186-192
= НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
УДК [57+61]::539.1.04:591.3:599.323.4:613.648.2
СОСТОЯНИЕ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ КРЫС-САМЦОВ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ, ПОЛУЧЕННЫХ ОТ ОБЛУЧЕННЫХ РОДИТЕЛЕЙ И ПОДВЕРГНУТЫХ ВОЗДЕЙСТВИЮ ЭМИ (897 МГц) В ПЕРИОД ЭМБРИОГЕНЕЗА И ПОСТНАТАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ © 2014 г. Г. Г. Верещако, Н. В. Чуешова, Г. А. Горох*, А. Д. Наумов
Институт радиобиологии НАНБеларуси, Гомель, Беларусь
Изучали воздействие электромагнитного излучения диапазона мобильной связи (897 МГц, ежедневно, 8 ч/день) на состояние репродуктивной системы крыс-самцов 1-го поколения, полученных от облученных родителей и подвергнутых указанному воздействию в период эмбриогенеза и последующего постнатального развития. Установлено, что длительное электромагнитное воздействие привело к снижению количества родившихся животных (64 в опыте, 86 в контроле); изменению соотношения полов в сторону повышения количества самцов; значительному влиянию на репродуктивную систему самцов, ускоряя их половое развитие, выявляющееся в 2-месячном возрасте. Это воздействие приводило к значительной диспропорции процесса сперматогенеза: снижение количества сперматоцитов 1-го порядка, сперматоцитов в ¿-фазе, удлиненных сперматид и увеличение числа продолговатых сперматид, а также повышение числа зрелых сперматозоидов, жизнеспособность которых была снижена и составляла в возрасте 4 и 6 мес соответственно 73.7 и 66.1% от контрольного уровня. Полученные данные свидетельствуют о возникновении значительных нарушений в состоянии репродуктивной системы крыс-самцов при длительном воздействии электромагнитного излучения от сотового телефона.
ЭМП, сотовый телефон, длительное облучение, онтогенез, репродуктивная система крыс-самцов, абсолютная и относительная масса семенников и эпидидимисов, сперматогенез, сперматозоиды, жизнеспособность клеток.
Б01: 10.7868/80869803114020131
В последнее время происходит стремительное электромагнитное загрязнение окружающей среды. Если в конце XIX века электромагнитный фон Земли составлял 10-24—10-12 Вт/м2, то в начале XXI века он достиг 101—10 Вт/м2 [1] и продолжает неуклонно увеличиваться за счет возникновения все новых антропогенных источников электромагнитных полей (ЭМП) как на производстве, так и в быту. Электромагнитное излучение (ЭМИ) превратилось в один из факторов окружающей среды, отдаленные последствия которого для объектов живой природы, в том числе и для человека, пока сложно оценить.
Ведущую роль в этом явлении играют антропогенные источники ЭМП, среди которых мобильная связь занимает особое место. Сотовые телефоны, появившись совсем недавно, в конце XX века, получили массовое распространение и превратились в необходимый предмет для каждого человека. Об этом свидетельствует непрерыв-
* Адресат для корреспонденции: Республика Беларусь, 246007 Гомель, ул. Федюнинского, 4, ГНУ "ИРБ НАН Беларуси"; тел./факс: (0232) 57-07-06; e-mail: gyryn@tut.by.
ное увеличение числа пользователей сотовых телефонов различного типа, количество которых в 2010 г. превысило 5 млрд [2].
В связи с этим проблема действия на организм ЭМИ диапазона мобильной связи в последние годы приобрела особую актуальность. Повышение уровней ЭМИ может представлять опасность для здоровья человека, что получило подтверждение в ряде работ [3—6]. Несмотря на то, что непосредственно при разговоре электромагнитному воздействию подвергается прежде всего головной мозг, оно влияет и на другие системы организма [7-9].
Представляется важным, что весьма опасные последствия от ЭМИ могут быть связаны с репродуктивной системой (РС), так как именно она, являясь одной из наиболее чувствительных систем к действию неблагоприятных факторов окружающей среды, обеспечивает размножение индивидуумов и тем самым осуществляется непрерывное воспроизводство поколений.
Имеющиеся работы пока не дают однозначного ответа на вопрос: может ли ЭМП, формируе-
СОСТОЯНИЕ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ КРЫС-САМЦОВ
187
мое сотовым телефоном, быть причиной нарушений мужской репродуктивной функции? В некоторых из них показано, что ЭМП диапазона мобильной связи оказывают негативное влияние на подвижность сперматозоидов человека [10, 11] и некоторые показатели РС самцов млекопитающих [12—14]. Но нельзя не отметить и такие исследования, в которых авторы не обнаруживают заметных морфологических и функциональных изменений изучаемых показателей РС самцов после воздействия ЭМП сотовых телефонов [15, 16].
Цель настоящего исследования — изучение состояния репродуктивной системы крыс-самцов 1-го поколения в возрасте 2, 4 и 6 мес, полученных от облученных родителей и подвергнутых действию электромагнитного излучения диапазона мобильной связи (897 МГц) в период эмбриогенеза и последующего постнатального развития.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Исследования проводили на белых крысах стадного разведения, которых с 2-месячного возраста подвергали воздействию излучения ЭМП сотовых телефонов. Животных облучали ежедневно, 8 ч/день, фракциями по 30 мин с интервалом 5 мин. Облучение осуществляли на протяжении 50 дней (цикл сперматогенеза). Затем облученных самцов и самок спаривали в соотношении 1 : 3. От самок в дальнейшем получали потомство 1-го поколения. Крыс-самок на протяжении всего периода беременности (20— 21 сут) и их потомство продолжали облучать при вышеуказанном режиме до отбора животных в опыт.
Источником ЭМИ была экспериментальная установка мобильной связи, изготовленная в Белорусском государственном университете информатики и радиоэлектроники (БГУИиР), позволяющая имитировать сигнал сотового телефона (897 МГц) в режиме разговора. В качестве излучателя ЭМИ, сформированного в соответствии со стандартом GSM, применялась штырьевая четвертьволновая антенна, соединенная коксиаль-ным кабелем длиной 5 м с антенным разъемом на телефоне распространенной марки. Антенна размещалась на высоте 0.35 м в центральной части рабочей зоны, имеющей размеры 1 х 0.7 м. В зоне находились четыре пластиковые клетки с животными. Во время облучения осуществлялся дистанционный контроль наличия ЭМП. Плотность потока электромагнитной энергии в клетках была измерена прибором П3-30 на частоте 900 МГц в пределах 2.0-20.0 мкВт/см2.
Крыс-самцов 1-го поколения брали в опыты в возрасте 2, 4 и 6 мес. Предварительно взвешенных животных подвергали декапитации, затем выделяли семенники с эпидидимисами. Массу семенников с придатками оценивали с точностью до 1 мг, с последующим расчетом относительной массы выделенных органов. Ткань семенников использовали для получения клеточной суспензии, в которой проводили количественный анализ различных типов сперматогенных клеток методом ДНК-проточной цитометрии (цитофлюо-риметр "Cytomics FC 500", "Beckman Coulter", США) [17]. Основываясь на соответствующей интенсивности флюоресценции в зависимости от содержания ДНК, клеточные популяции сперма-тогенных клеток были классифицированы как сперматогонии (2С), сперматоциты I порядка (4С), сперматоциты (¿-фаза), круглые спермати-ды (1С), удлиненные сперматиды (НС1) и продолговатые сперматиды (НС2). Из эпидидимисов выделяли сперматозоиды, количество которых подсчитывали в камере Горяева [18], а также оценивали их жизнеспособность с помощью окрашивания эозин-нигрозином [19].
Контролем служили интактные животные аналогичного возраста и пола. Данные обрабатывали статистически общепринятыми методами с вычислением степени достоверности с использованием i-критерия Стьюдента при уровне значимости р < 0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Установлено, что масса облученных животных была достоверно выше по сравнению с контрольными животными, особенно в первый срок наблюдения (2 мес), а число животных 1-го поколения, полученных от облученных родителей и подвергавшихся воздействию ЭМИ, составляло 64 особи, из них 39 самцов и 25 самок. Потомство 1-го поколения, полученное от контрольных самок, составляло 86 животных, в том числе 48 самцов и 38 самок. Следовательно, число крысят 1-го поколения, полученное от облученных самок, было существенно ниже, чем в контроле (на 25.6%). Помимо этого, в результате облучения родителей и затем беременных самок, в 1-м поколении изменилось соотношение полов. В контроле отношение самцов к самкам составляло 1.26, в то время как в опыте оно увеличивалось в сторону повышения доли самцов и достигало 1.56.
Исследование РС крыс-самцов 1-го поколения в возрасте 2 мес, облучавшихся ЭМИ сотового телефона в период эмбриогенеза и постнаталь-ного развития, показало, что воздействие ЭМИ
Таблица 1. Массы тела, абсолютная и относительная массы семенников и эпидидимисов у крыс-самцов 1-го поколения, полученных от облученных родителей и подвергнутых длительному воздействию ЭМИ диапазона мобильной связи (897 МГц) в период онтогенеза и постнатального развития
Серии опытов Масса тела, г Абсолютная масса семеников, г Относительная масса семенников, % Абсолютная масса эпидидимисов, г Относительная масса эпидидимисов, %
Возраст животных — 2 мес
Контроль 89.52 ± 3.72 0.67 ± 0.04 0.74 ± 0.04 0.11 ± 0.01 0.122 ± 0.01
ЭМИ 118.83 ± 4.34* 1.03 ± 0.07* 0.86 ± 0.04 0.15 ± 0.01* 0.125 ± 0.01
% к контролю 132.7 153.73 116.2 136.36 102.5
Возраст животных — 4 мес
Контроль 170.0 ± 9.90 1.23 ± 0.06 0.72 ± 0.02 0.36 ± 0.03 0.211 ± 0.01
ЭМИ 191.67 ± 11.80 1.30 ± 0.08 0.68 ± 0.04 0.39 ± 0.02 0.206 ± 0.01
% к контролю 112.7 105.69 94.4 108.33 97.6
Возраст животных — 6 мес
Контроль 234.67 ± 5.86 1.34 ± 0.08 0.57 ± 0.03 0.41 ± 0.03 0.17 ± 0.01
ЭМИ 248.00 ± 16.27 1.46 ± 0.06 0.60 ± 0.03 0.46 ± 0.01 0.18 ± 0.01
% к контролю 105.68 108.96 105.26 112.20 105.88
* Достоверно прир < 0.05.
привело к увеличению абсолютной и относительной массы семенников при отсутствии значимых изменений относительной массы эпидидимисов (табл. 1). В последующие сроки наблюдений (облученные животные в возрасте 4 и 6 мес) существенных отличий индексов органов репродуктивной системы экспериментальных и контрольных животных не отмечено.
Как известно, развитие половых клеток самцов начинается от первичных диплоидных клеток — сперматогоний (2С). Они, пройдя
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.