Вісник НАН України. 2016. № 2. С. 73-86.
https://doi.org/10.15407/visn2016.02.073
ЧЕХУН Василь Федорович -
академік НАН України, доктор медичних наук, професор,
директор Інституту експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України
ЯКИМЕНКО Ігор Леонідович -
доктор біологічних наук,
професор кафедри біохімії та екологічного контролю Національного університету харчових технологій
iyakymen@gmail.com
ЦИБУЛІН Олександр Сергійович –
кандидат біологічних наук,
доцент кафедри вищої математики і фізики Білоцерківського національного аграрного університету
СИДОРИК Євгеній Петрович –
доктор медичних наук, професор,
завідувач лабораторії біофізики Інституту експериментальної патології,
онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України
КИРИЛЕНКО Сергій Дмитрович –
кандидат біологічних наук,
професор факультету структурної та функціональної біології Університету Кампінаса, Бразилія
МЕХАНІЗМИ БІОЛОГІЧНОЇ АКТИВНОСТІ НИЗЬКОІНТЕНСИВНОГО PАДІОЧАСТОТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ
Огляд присвячено аналізу експериментальних даних щодо біологічних ефектів низькоінтенсивного радіочастотного випромінювання. Наявні на сьогодні результати досліджень свідчать про те, що радіочастотне випромінювання нетеплових інтенсивностей, взаємодіючи з іонами і локальними зарядами макромолекул, може потенційно впливати на рівень метаболізму клітини, активізувати вільнорадикальні та пероксидні процеси, пригнічувати активність ензимів антиоксидантного захисту, призводити до окисного ушкодження ДНК. Наведені дані дають змогу класифікувати низькоінтенсивне радіочастотне випромінювання як стресовий/оксидативний чинник для клітини.
Ключові слова: вільні радикали, оксидативний стрес, радіочастотне випромінювання, активні форми кисню, ушкодження ДНК, апоптоз.
Вступ
Інтенсивний розвиток бездротових технологій протягом останніх десятиліть зумовив різке зростання фону радіочастотного випромінювання (РЧВ) у навколишньому середовищі. Рівень цього фактора у житлових приміщеннях індустріально розвинених країн з 1985 по 2005 р. зріс у 5000 разів [1]. Суттєве збільшення електромагнітного опромінення викликає закономірне занепокоєння щодо ризиків для здоров’я людини. Доказом такого впливу є серія епідеміологічних досліджень, у яких показано зростання ризику виникнення онкологічних захворювань у активних користувачів мобільних телефонів [2–5]. Результати інших досліджень вказують на те, що тривалий вплив РЧВ спричинює також і неонкологічні розлади в організмі людини, наприклад головний біль, втому, депресію, шум у вухах, подразнення шкіри, гормональні порушення тощо [6–8]. Крім того, опубліковано переконливі дані щодо негативної дії РЧВ на зародкові клітини людини [9].
Слід зазначити, що в усіх наведених дослідженнях біологічні ефекти було виявлено за інтенсивності РЧВ, нижчої за норми безпеки, затверджені Міжнародною комісією із захисту від неіонізуючого випромінювання (ICNIRP) [10]. Незважаючи на те, що останнім часом було опубліковано кілька робіт [11–14] з вивчення метаболічних змін у живих клітинах за дії РЧВ, молекулярні механізми нетеплових ефектів РЧВ є «вузьким місцем» у розумінні впливу низькоінтенсивного РЧВ на здоров’я людини. Цей огляд присвячений аналізу молекулярних ефектів РЧВ низької інтенсивності у живих клітинах та модельних системах з особливим акцентом на оксидативні ефекти і вільнорадикальні процеси. Парадоксально, але РЧВ може призводити до значної активації вільнорадикальних процесів та гіперпродукції активних форм кисню (АФК) у живих клітинах. На нашу думку, аналіз останніх досліджень дозволить побачити загальну картину потенційного впливу РЧВ на здоров’я людини.
Радіочастотне випромінювання
РЧВ є електромагнітним випромінюванням з частотою від 30 кГц до 300 ГГц і класифікується як неіонізуюче, оскільки не має достатньої енергії для іонізації атомів і молекул. РЧВ з найвищою частотою (від 300 МГц до 300 ГГц) належить до мікрохвильового діапазону і потенційно може зумовлювати теплові ефекти при взаємодії з речовиною. Основними характеристиками РЧВ є його частота, інтенсивність, або питома потужність випромінювання, та його природа – модульоване чи немодульоване, постійне чи імпульсне випромінювання. Для визначення кількості поглинутої тканинами електромагнітної енергії використовують величину SAR (Specific Absorption Rate). На сьогодні найпоширеніший у світі цифровий стандарт GSM використовує електромагнітні хвилі з частотою 850; 900; 1800 та 1900 МГц. Випромінювання є частотно модульованим з частотою зміни каналів 217 Гц [15].
Міжнародні норми безпеки встановлюють верхню межу РЧВ на рівні 450–1000 мкВт/см2 (залежно від частоти випромінювання), а рівень SAR не повинен перевищувати 2 Вт/кг при локальному опроміненні голови або тулуба людини [10]. Ці норми були прийняті ICNIRP на основі експериментальних досліджень на лабораторних щурах з визначення інтенсивності мікрохвильового випромінювання (МХВ), за якої тварини фізично відчували теплову дію випромінювання і намагалися залишити зону опромінення або припиняли вживати їжу [16].
Низькоінтенсивним РЧВ називають випромінювання з інтенсивністю, яка не викликає значного теплового ефекту в біологічних тканинах, тобто відповідає нормам ICNIRP. В огляді ми розглядатимемо вплив тільки низькоінтенсивного РЧВ. Повний текст