авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Эффекты воздействия электромагнитного поля радиочастотного диапазона на систему крови и репродуктивную функцию экспериментальных животных

На правах рукописи

ШИЛКОВА Татьяна Викторовна ЭФФЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ РАДИОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА НА СИСТЕМУ КРОВИ И РЕПРОДУКТИВНУЮ ФУНКЦИЮ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ Специальность 03.03.01 – физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Челябинск - 2011 1

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»

Научный консультант:

Доктор биологических наук, профессор Шибкова Дарья Захаровна

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор Брюхин Геннадий Васильевич Кандидат биологических наук Андреев Сергей Сергеевич

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития РФ»

Защита состоится «»2011 г. в _часов на заседании диссертационного совета Д 212.295.03 при ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, г.Челябинск, пр.Ленина, ауд. 116.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет».

Автореферат разослан «_»2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук Байгужин П.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Интенсивное развитие беспроводных технологий и распространение в быту мобильных средств телекоммуникаций сопряжено с тем, что человек постоянно находится под влиянием электромагнитного поля радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ).

По сравнению с другими источниками ЭМП РЧ, у сотового телефона существуют свои отличительные особенности: круглосуточное хроническое облучение происходит на максимальном приближении, частота и продолжительность воздействия контролируется пользователем, воздействию ЭМП РЧ подвергается не только сам пользователь, но и окружающие его люди (Бобраков С.И.,2001;

Маслов М.Ю., 2002;

Григорьев Ю.Г., 2005, 2010). Изучение возможных последствий влияния на организм человека ЭМП радиочастотного диапазона актуализирует и тот факт, что значительную долю пользователей сотовой связи составляют дети и женщины репродуктивного возраста (Гичев Ю.П., Гичев Ю.Ю.,1999;

Пальцев Ю.П., Измеров Н.Ф., Суворов Г.А. 2002;

Вишняков М.Г., 2002;

Григорьев Ю.Г. 2005;

Дунаев В.Н., 2007).

Несмотря на многочисленные исследования отечественных и зарубежных ученых (Morgan,R.W.,Kelsh,M.A.2000;

Григорьев Ю.Г. 2003;

Foster,K.R.,Repachioli,M. 2004;

Пряхин Е.А. 2007;

Коломиец И.А. 2009 и др.), вопрос о биологических эффектах воздействия электромагнитного поля низкой интенсивности на организм человека и животных остается дискуссионным.

Среди многочисленных факторов электромагнитное излучение относится к числу тех, для определения степени негативного влияния которых требуется длительный период времени. Выявление возможных негативных последствий влияния ЭМП РЧ сопровождается изучением механизмов развития адаптивных реакций в организме на воздействие исследуемого фактора. Проведена комплексная оценка влияния ЭМП РЧ как антропогенного стресс- фактора на организменном, системном, клеточном и субклеточном уровне (Tice, R.,1999;

Лушников К.В., Гапеев А.Б., Черемис Н.К.,2002;

Пряхин Е.А.,2007, Коломиец И.А., 2009).

При изучении влияния ЭМП РЧ на биологические объекты доминирующим показателем отдаленных последствий является оценка репродуктивной функции и особенностей развития потомства облученных животных (Leach W. 1980;

Nawrot et al. 1985;

Brown-Woodman и Hadley,1988;

Papworth T.A. 1995;

Субботина Т.И., Яшин А.А., 2000;

Терешкина, О.В., 2006).

Изучению генотоксического действия ЭМП РЧ на беременных животных посвящено ограниченное число исследований (Leach W.,1980;

Крюков В.И., 2000). В связи с этим представляется актуальным проведение модельного эксперимента по изучению действия ЭМП РЧ на систему крови и репродуктивную функцию экспериментальных животных и использование результатов для экстраполированного прогнозирования негативного влияния ЭМП РЧ на здоровье человека.

Цель исследования - выявить биологические эффекты воздействия электромагнитного поля радиочастотного диапазона на систему крови и репродуктивную функцию мышей линии СВА.

Задачи исследования:

1. Выявить совокупность изменений в системе крови (костный мозг, селезенка, тимус, периферическая кровь) беременных самок мышей СВА при воздействии электромагнитного поля радиочастотного диапазона.

2. Оценить генотоксическое действие ЭМП РЧ на клетки эритроидного ростка костного мозга и селезенки у беременных самок мышей СВА и их потомства.

3. Определить ранние и отдаленные эффекты влияния ЭМП РЧ на морфофункциональное состояние потомства облученных самок экспериментальных животных.

Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное исследование влияния ЭМП радиочастотного диапазона на систему крови беременных экспериментальных животных и выявлены достоверные изменения: в красном костном мозге (смена дифференцировочного спектра в пользу лимфоидного ростка кроветворения и повышение пролиферативной активности клеток лимфоидного ряда, увеличение коэффициента ПХЭ/НХЭ), селезенке (снижение числа ядерных клеток), тимусе (повышение относительного числа бластных клеток), периферической крови (увеличение общего числа эритроцитов и лейкоцитов) по сравнению с интактными беременными животными.



Впервые установлен генотоксический эффект ЭМП РЧ (несущая частота 925 МГц, ППМ 1,2 мВт/см2) на клетки эритроидного ростка костного мозга и селезенки у беременных животных и плодов.

Определены изменения репродуктивной функции и морфофункционального состояния потомства облученных животных на протяжении 3-х поколений, что выражалось снижением числа нормальных родов (выкидыши или рождение мертвых животных), сокращением общей численности потомства, снижением показателя выживаемости потомства до 30-ти дневного возраста в I и во II поколении, увеличением относительного числа сегментоядерных нейтрофилов в периферической крови у первого поколения потомства опытной группы мышей СВА.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Результаты исследования отражают особенности развития биологических эффектов и компенсаторно-приспособительных реакций в организме животных на воздействие электромагнитных полей радиочастотного диапазона в период беременности. Проведенные исследования позволяют расширить представления об адаптационно компенсаторных процессах в организме экспериментальных животных при воздействии электромагнитных полей низкой интенсивности.

Полученные в работе данные включены в спецкурс «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды», спецкурс «Клеточные механизмы адаптации биологических систем к экологическим факторам», спецкурс «Механизмы адаптации к факторам внешней среды в процессе онтогенеза человека» для студентов и магистрантов естественно-технологического факультета Челябинского государственного педагогического университета.

Полученные результаты исследования могут быть использованы научными центрами и лабораториями, занимающимися разработками проблем экологической безопасности и гигиенического нормирования, установления предельно допустимых уровней воздействия ЭМИ РЧ на репродуктивную функцию и развитие потомства экспериментальных животных.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Компенсаторно-приспособительные реакции в системе крови беременных экспериментальных животных на воздействие электромагнитного поля радиочастотного диапазона низкого уровня (несущая частота 925 МГц, ППМ 1,2 мВт/см2, длительность экспозиции 10 минут ежедневно в течение 5 дней) проявляются в смене дифференцировочного спектра в сторону лимфоидного ростка кроветворения, повышении скорости пролиферации клеток костного мозга, в морфофункциональных изменениях в селезенке и тимусе на 2-ой – 3-ей неделе беременности.

2. Генотоксический эффект ЭМП РЧ наиболее выражен у плодов облученных самок мышей СВА, что обусловлено повышением частоты содержания полихроматофильных эритроцитов (ПХЭ) с микроядрами в селезенке плодов по сравнению с костным мозгом беременных самок мышей СВА.

3. Наиболее выраженный эффект влияния ЭМП РЧ на течение беременности и развитие потомства отмечался у первого и второго поколения потомства мышей СВА, подвергнутых воздействию исследуемого фактора в период беременности.

Апробация материалов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на VII Съезде Казахского физиологического общества с международным участием:

«Современная физиология: от клеточно-молекулярной до интегративной – основа здоровья и долголетия» (Республика Казахстан, Алматы, 2011);

на II Международной научно-практической конференции «Динамика научных исследований» (Przemysl, Польша, 2011);

на ХХI Съезде физиологического общества им. И.П.Павлова (Калуга, 2010);

на IV Съезде физиологов Урала (Екатеринбург, 2009);

на Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2010);

на I Всероссийской научно-практической конференции «Современные вопросы анатомии, гистологии и эмбриологии животных» (Казань, 2010);

на ХV Международной экологической студенческой конференции с элементами научной школы «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2010);

на XLVІІI Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2010);

на XLVІІ Всероссийской научно-практической конференции «Научное творчество молодежи» (Новосибирск, 2009);

на научно практической конференции «Проблемы экологии и экологического образования Уральского федерального округа» (Челябинск, 2009);

на научных конференциях по итогам НИР профессоров, преподавателей, научных сотрудников и аспирантов ЧГПУ (Челябинск, 2008-2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, в т.ч. 4 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 123 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 10 рисунками и 22 таблицами. Библиографический указатель включает 220 наименований печатных работ (179 отечественных и 41 иностранных).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

В экспериментах использовали самок мышей инбредной линии СВА в возрасте 10-12 недель и их потомство. Животные выращены в виварии лаборатории «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» на кафедре анатомии, физиологии человека и животных ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет». Всего в эксперименте использовано 2627 животных.





Экспериментальное исследование проводили в три этапа (таб.1) Таблица 1.

Схема экспериментального исследования Этапы экспериментального Группы экспериментальных животных исследования I этап: Использованы три группы самок мышей СВА 10-12-ти Проводили исследование недельного возраста влияния ЭМП РЧ на 1-ая группа 2-ая группа 3-ья опытная систему крови контроля контроля группа экспериментальных «фон» «беременные, «облучение животных ложное ЭМП РЧ» облучение» n = II этап: Использованы две группы беременных самок мышей СВА и Проводили исследование их потомство на протяжении 3-х поколений влияния ЭМП РЧ на репродуктивную функцию 1-ая группа контроля 2-ая опытная группа экспериментальных «беременные, ложное «облучение ЭМП животных облучение» РЧ» n = III этап: Использовано потомство двух экспериментальных групп Проводили исследование животных на протяжении 3-х поколений влияния ЭМП РЧ на развитие потомства в 1-ая группа контроля 2-ая опытная группа динамике 3-х поколений «ложное облучение» «облучение ЭМП РЧ» n = В качестве источника электромагнитного воздействия использовали лабораторную исследовательскую СВЧ установку, предназначенную для изучения влияния модулированного ЭМП радиочастотного диапазона на биологические системы.

Основные параметры ЭМП РЧ сигнала на выходе генератора: несущая частота ЭМП РЧ – 925 ± 3 МГц (частота измерялась волномером Ч2-8);

длительность импульса СВЧ – и = 570 ± 10 мкс;

длительность фронта – ф = 0,2 мкс;

длительность спада – сп = 0,2 мкс;

спад вершины импульса – 0,3 Umax ;

частота повторения импульсов – 217 ± 0,5 Гц. 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 ( мкВтч/см2), принятой Сан.Правилами и нормами ЭМП РЧ (Сан.Пин 2.1.8/2.2.4.1190-03). Электромагнитная волна излучалась вертикально сверху вниз. Излучатель располагали сверху над животными на расстоянии равном длине волны электромагнитного излучения. Длительность экспозиции составляла 10 минут ежедневно в течение 5-ти дней.

Методы исследования Морфометрические методы исследования. Определение массы органов (селезенка, тимус) проводили при помощи торсионных весов типа ВТ с точностью измерения до 1,0 мг (Гуцая, А.А., Кондратьев, Б.Ю.1988).

Определение массы тела экспериментальных животных проводили с помощью электронных весов типа ВЛТ- 150 -П с точностью измерения до 0,01г.;

кранио-каудальный размер определяли с помощью миллиметровой ленты.

Гематологические методы исследования. Из показателей периферической крови оценивали общее количество эритроцитов, лейкоцитов, изучали лейкоцитарную формулу по мазкам, окрашенным по Романовскому-Гимза (подсчет проводили на 200 клеток) по общепринятым методам (Меньшиков В.В., 1987). В каждой экспериментальной группе проводили подсчет количества ядерных клеток в костном мозге, селезенке, тимусе. Костный мозг для анализа его клеточного состава выдували из бедренной кости на предметное стекло, мазки фиксировали этанолом и окрашивали по Май-Грюнвальду и Романовскому-Гимза, миелограмму составляли после идентификации 500 клеток. Определение клеточности селезенки и тимуса проводили по мазкам-отпечаткам, окрашенным по Романовскому-Гимзе. Всего просчитывали 500 клеток в одном мазке.

Цитологические методы исследования. Определение частоты микроядер в полихроматофильных эритроцитах (ПХЭ) и нормальных хроматофильных эритроцитах (НХЭ) костного мозга мышей СВА проводили по методу Schmid (1975). Для оценки частоты микроядер в полихроматофильных и нормальных хроматофильных эритроцитах костный мозг выдували из бедренной кости на предметное стекло и готовили мазки.

Препараты костного мозга фиксировали этанолом и окрашивали по Романовскому-Гимза. Определение частоты микроядер у потомства мышей СВА в период эмбрионального развития проводили по мазкам селезенки, окрашенным по Романовскому-Гимзе.

Методы оценки репродуктивной функции самок мышей СВА и состояния потомства. Проводили подсчет численности и сохранности потомства самок экспериментальных групп : среднее количество пометов, среднее количество детенышей в помете, общее число детенышей в каждой экспериментальной группе, сохранность потомства до 30-ти дневного возраста. Определяли способность потомства самок мышей СВА контрольной и экспериментальной групп к размножению на протяжении первых трех поколений Методы статистической обработки результатов исследований.

Результаты исследования подвергались статистической обработке с определением средней арифметической (М) и ее ошибки (m). Достоверность различий между средними величинами оценивали согласно парному t критерию Стьюдента. Различия считали значимыми при вероятности нулевой гипотезы р0,05. Математические расчеты проведены с помощью пакета прикладных программ Statistica 6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Компенсаторно-приспособительные реакции в системе крови беременных экспериментальных животных на воздействие электромагнитного поля радиочастотного диапазона Показатели костного мозга и периферической крови при воздействии ЭМП РЧ. В ходе исследования было установлено, что у беременных самок мышей СВА 3-ей группы (беременные, воздействие ЭМП РЧ) через сутки по окончании действия ЭМП РЧ в костном мозге отмечалась тенденция к увеличению ядросодержащих клеток на 34,7%, по сравнению с контрольной группой беременных животных («беременные, ложное облучение»).

Несмотря на отсутствие достоверных отличий в содержании ядерных клеток в костном мозге во 2-ой и 3-ей группах экспериментальных животных повышение коэффициента вариации показателя у облученных животных свидетельствует о запуске механизмов ответного реагирования на данный стресс-фактор (таб.2).

Таблица Содержание ядерных клеток в костном мозге у интактных самок мышей линии СВА и самок мышей, подвергнутых воздействию ЭМП РЧ Группы животных Количество ЯСК в костном Сv (%) мозге, млн./бедро Контрольная группа («фон») n=10 11,90± 1,31 Контрольная группа (беременные, ложное 11,22 ±1,69 облучение) n= Опытная группа (беременные, облучение 15,12 ±3,61 ЭМП РЧ) n= Анализ клеточного состава костного мозга показал сокращение доли клеток эритроидного ряда по сравнению с показателями ложно облученной контрольной группы на 46 %, и повышение пролиферативной активности клеток лимфоидного ряда на 32% (р 0,05). Достоверных изменений количества клеток гранулоцитарного ряда у мышей опытной группы, по сравнению с ложно облученными животными, отмечено не было (рис.1).

100 % 70 гранулоцитарный росток лимфоидный росток 40 эритроидный росток 1-ая гр. 2-ая гр. 3-ья гр.

Рис.1 Соотношение клеточных элементов гранулоцитарного, лимфоидного и эритроидного ростков кроветворения в костном мозге самок мышей СВА.

Примечание: * р 0,05 по отношению к фоновому контролю р 0,05 по отношению ко 2-ой контрольной группе беременных животных ("ложное облучение") Установлено, что рост клеток лимфатического ряда в костном мозге беременных самок мышей 3-ей группы происходит за счет зрелых лимфоцитов на 22,7%(р 0,05). Снижение абсолютного и относительного числа эритроидных клеток происходит как за счет пролиферирующих, так и созревающих элементов эритроидного ростка. Выявлено достоверное сокращение числа пронормоцитов в 2 раза, снижение относительного числа полихроматофильных нормоцитов в 1,6 раза. При анализе качественного состава миелоидного ростка костного мозга у самок мышей 3-ей группы выявлено увеличение относительного числа миелоцитов на 32,5 % (р 0,05), сокращение численности сегментоядерных нейтрофилов на 45,7% (р 0,05) и тенденция к снижению палочкоядерных нейтрофилов на 27,1%. Достоверных изменений процентного содержания миелобластов, промиелоцитов отмечено не было.

Изменениям в составе миелоидного и лимфоидного ростков в костном мозге у облученных мышей соответствовали изменения количества нейтрофилов и лимфоцитов в периферической крови. По сравнению с показателями животных 2-ой контрольной ("беременные, ложное облучение") группы в лейкограмме у беременных самок мышей СВА, подвергнутых воздействию ЭМИ РЧ, происходит достоверное сокращение относительного содержания палочкоядерных нейтрофилов на 28% и повышение доли лимфоцитов на 17%. Данные изменения в лейкограмме происходили на фоне повышения общего числа лейкоцитов в периферической крови у беременных самок мышей 3-ей группы в 1,5 раза (р 0,05) по сравнению со 2-ой ("беременные, ложное облучение") группой животных.

Через сутки после окончания действия ЭМП РЧ в периферической крови у животных опытной группы было отмечено повышение общего количества эритроцитов на 54% (р 0,05) по отношению ко 2-ой "ложно облученной" группе животных (таб.3). Снижения уровня гемоглобина, возможного в период беременности, у животных 2-ой (беременные, «ложное облучение») и 3-ей (беременные, облучение ЭМП) групп выявлено не было.

Полученные нами результаты исследования не противоречат данным (Николаева Е.И.,1988;

Jepson J.,Lowenstein L., 2008;

Старцева, Н.В., 2009).

Таблица 3.

Показатели периферической крови интактных самок мышей линии СВА и самок мышей, подвергнутых воздействию ЭМП РЧ в период беременности Группа животных Общее число Общее число Гемоглобин эритроцитов, лейкоцитов (г/л) х109 в 1 л х1012 в 1 л Группа контроля ("фон") 10,58 ± 0,53 4,65 ± 0,19 133,0 ± 11, n = Контрольная группа ("ложное 8,12 ± 1,02 7,90 ± 0,67 * 135,2 ± 8, облучение") n = Опытная группа ("облучение ЭМП 12,47 ±1,28 13,58 ± 2,05* 127,0 ± 8, РЧ") n = Примечание: * р 0,05 по отношению к фоновому контролю р 0,05 по отношению к 2-ой контрольной группе беременных животных ("ложное облучение") В целом изменения, происходящие в периферической крови и костном мозге беременных экспериментальных животных в ответ на воздействие ЭМП радиочастотного диапазона можно рассматривать как формирование адаптационно-компенсаторных реакций, проявляющихся в виде смены дифференцировочного спектра и процессов созревания в сторону лимфоидного ростка кроветворения, повышении скорости прохождения клеток по клеточному циклу в костном мозге, усиленной мобилизации эритроцитов из костномозгового резерва.

Влияние ЭМП РЧ на морфофункциональные показатели селезенки и тимуса экспериментальных животных. Анализ результатов исследования морфометрических показателей селезенки и тимуса показал, что воздействие ЭМП РЧ на самок мышей, находящихся на 2-ой неделе беременности, не приводит к достоверным изменениям массы и индексов лимфоидных органов по сравнению с ложно облученными животными. Достоверное снижение массы и индексов селезенки и тимуса было наиболее выражено у самок мышей 3-ей опытной группы, находившихся на 3-ей неделе беременности:

тимус - в 2,5 раза, селезенка - в 1,2 раза по сравнению со 2-ой группой (беременные, "ложное облучение") (таб.4).

Таблица 4.

Морфометрические показатели селезенки и тимуса интактных самок мышей линии СВА и самок мышей, подвергнутых воздействию ЭМП РЧ на 2-3-й неделе беременности Показатели Контрольная Контрольная группа Опытная группа группа ("ложное облучение") ("облучение ЭМП РЧ") ("фон") n = 42 n = 2-ая неделя 3-ья неделя 2-ая неделя 3-ья неделя n = Масса 40,5±2,0 91,6±7,3* 70,0±3,7* 85,1±6,3* 57,8±2,0* селезенки, мг Индекс 2,78±0,12 4,33±0,29* 2,68±0,16 4,10±0,27* 2,19±0,13* селезенки Масса 44,7±2,1 28,9±4,9* 21,4±2,9* 27,3±2,5* 8,0±1,8* тимуса, мг Индекс 3,06±0,14 1,37±0,24* 0,8±0,12* 1,31±0,11* 0,30±0,08* тимуса Примечание: * р 0,05 по отношению к фоновому контролю р 0,05 по отношению к 2-ой контрольной группе беременных животных Одновременно с изменениями морфометрических показателей иммунных органов у беременных самок мышей, подвергнутых воздействию ЭМП РЧ, наблюдалось и достоверное снижение ядерных клеток в селезенке на 39 % ( р 0,05 ), а также тенденция к снижению ядерных клеток в тимусе – на 16%, по сравнению со 2-ой группой ложно облученных беременных животных (таб.5).

Таблица 5.

Динамика содержания ядерных клеток в селезенке и тимусе у интактных самок мышей линии СВА и самок мышей, подвергнутых воздействию ЭМП РЧ Группы животных Количество ЯСК в Количество ЯСК в тимусе *106 селезенке,* Контрольная группа («фон») 50,6 ± 3,3 0,99 ± 0, Контрольная группа (беременные, 51,3 ± 4,6 1,28 ± 0,09* ложное облучение) Опытная группа (беременные, 44,3 ± 1,8* 0,92 ± 0, облучение ЭМП РЧ) Примечание: * р 0,05 по отношению к фоновому контролю р 0,05 по отношению к 2-ой контрольной группе беременных животных («ложное облучение») Характер изменений количества ядерных клеток в селезенке и тимусе у беременных облученных животных не противоречит данным работы (Пряхин Е.А., 2007), в которой представлены результаты исследования влияния ЭМП РЧ с различной пространственной поляризацией на состояние органов иммунной системы самцов мышей СВА.

Изучение клеточности тимуса не выявило достоверного сокращения общей численности тимоцитов. Однако отмечены достоверные изменения в соотношении бластных клеток и средних тимоцитов. У облученных беременных самок мышей по сравнению с ложно облученными животными наблюдалось повышение относительного числа бластных клеток в 2 раза ( р 0,05), а также одновременное снижение абсолютного и относительного числа средних тимоцитов в 1,9 раза ( р 0,05). Рост числа бластных клеток в тимусе обусловлен усиленной миграцией зрелых лимфоидных клеток из органа в кровеносное русло, а не активизацией пролиферативных процессов в органе.

Анализ клеточности селезенки показал, что сокращение числа ядросодержащих клеток в селезенке самок мышей СВА при воздействии ЭМП РЧ сопровождалось снижением относительного числа клеток миелоидного ряда на 29,8 % (р 0,05) по сравнению со 2-ой (беременные, ложное облучение) группой животных.

Изменения морфометрических показателей, а так же клеточности селезенки и тимуса можно расценивать как проявление адаптационных реакций на воздействие ЭМП РЧ, когда возникает необходимость снизить пролиферативную активность органов иммунной системы для сохранения и нормального развития плода, и в то же время сохранить иммунную толерантность организма матери (Шандала М.Г., 1983;

Руднев М.И.,1982, Smialowicz, R.J., 1983).

Оценка генотоксического эффекта ЭМП радиочастотного диапазона Согласно литературным данным ( Miller R. C., 1973;

Leach W., 1980;

Goud S.N. 1982;

Пряхин Е.А., 2007;

Коломиец И.А.2009;

Ruediger H.W., 2009) одним из подходов, позволяющих оценить процессы созревания в костном мозге, является определение соотношения эритроцитов разной степени зрелости в органе – коэффициента отношения полихроматофильных эритроцитов (ПХЭ) к нормальным хроматофильным эритроцитам (НХЭ).

При определении соотношения эритроцитов разной степени зрелости в костном мозге беременных самок мышей 3-ей опытной группы было выявлено достоверное увеличение коэффициента отношения полихроматофильных эритроцитов (ПХЭ) к нормальным хроматофильным эритроцитам (НХЭ) в 1,3 раза по сравнению со 2-ой группой контроля.

Данное изменение коэффициента ПХЭ/НХЭ могло быть обусловлено повышенным образованием ПХЭ в костном мозге или же, ускорением миграции зрелых эритроцитов в периферическую кровь (таб.6) Это Таблица 6.

Соотношение эритроцитов различной степени зрелости в костном мозге у экспериментальных животных (M ± m) Экспериментальные группы Отношение ПХЭ/НХЭ Контрольная группа ("фон") n=10 1,13 ± 0, Контрольная группа ("ложное облучение") n=42 2,85 ± 0,31* Опытная группа ("облучение ЭМП РЧ") n=30 3,95 ± 0,53* Примечание: * р 0,05 по отношению к фоновому контролю р 0,05 по отношению к 2-ой контрольной группе беременных животных ("ложное облучение") Учитывая тот факт, что по окончании действия исследуемого фактора отмечается лишь тенденция к увеличению ядерных клеток в костном мозге облученных животных, изменение коэффициента ПХЭ/НХЭ, вероятно, связано не с увеличением пролиферации незрелых эритроцитов (ПХЭ), а с ускорением миграции зрелых эритроцитов в периферическую кровь.

Анализ частоты клеток, содержащих микроядра, показал, что у самок мышей 3-ей опытной группы при воздействии ЭМП РЧ по сравнению с группой ложно облученных животных отмечалось достоверное снижение частоты НХЭ с микроядрами на 47% и тенденция к увеличению частоты ПХЭ с микроядрами с 5,0 ± 0,2 до 5,5 ± 0,3х0/00(рис.2).

в 0/ * * * МЯ в ПХЭ 6 * 5 МЯ в НХЭ 4 МЯ, всего * 1-ая группа 2-ая группа 3-ья группа Рис.2 Динамика частоты эритроцитов с микроядрами в костном мозге у экспериментальных животных Примечание: * р 0,05 по отношению к фоновому контролю;

р 0,05 по отношению к 2-ой контрольной группе беременных животных ("ложное облучение") Отсутствие достоверных изменений частоты ПХЭ с микроядрами в костном мозге у мышей 3-ей опытной группы является проявлением адаптационных реакций в клетках костного мозга, направленных на усиление репарационных процессов ДНК, а снижение частоты НХЭ с микроядрами связано с сокращением общего количества НХЭ в органе.

Анализ соотношения эритроцитов различной степени зрелости в селезенке у плодов, полученных от самок мышей двух экспериментальных групп показал, что у плодов, полученных от самок 3-ей опытной группы (облучение ЭМП РЧ) отмечалась тенденция к повышению коэффициента соотношения ПХЭ/НХЭ (таб.7).

Таблица 7.

Соотношение эритроцитов различной степени зрелости у потомства экспериментальных животных (M ± m) Экспериментальные группы Отношение ПХЭ/НХЭ Контрольная группа (ложное 1,36 ± 0, облучение) n= Опытная группа (облучение 1,45 ± 0, ЭМП РЧ) n= Примечание: р 0,05 по отношению к контрольной группе беременных животных («ложное облучение») Изменения коэффициента ПХЭ/НХЭ у плодов облученных экспериментальных животных носят однонаправленный характер с показателями самок мышей опытной группы и, на наш взгляд, являются следствием ускорения миграции зрелых эритроцитов в периферическую кровь.

Анализ частоты встречаемости клеток с содержанием микроядер у потомства облученных самок мышей выявил достоверное повышение частоты микроядер в ПХЭ на 52% по сравнению с контрольной группой животных (ложное облучение) (рис 3).

в 0/ * * МЯ в ПХЭ 3 МЯ в НХЭ МЯ, всего контроль (ложное облучение) облучение ЭМП РЧ Рис.3 Частота микроядер в эритроцитах селезенки у потомства экспериментальных животных Примечание: * р 0,05 по отношению ко 2-ой контрольной группе беременных животных ("ложное облучение") Повышение частоты встречаемости микроядер в ПХЭ свидетельствует о наличии нарушений в процессах деления клеток, а также подтверждает, что клетки и ткани плода по сравнению с материнским организмом являются более чувствительными к воздействию ЭМП радиочастотного диапазона. Это обусловлено тем, что в селезенке плода как в кроветворном органе на данном этапе развития преобладают клетки пролиферирующего пула, которые наиболее подвержены негативному влиянию ЭМП РЧ по сравнению с клетками созревающего пула. Достоверных изменений частоты микроядер в НХЭ селезенки плодов, полученных от облученных беременных самок мышей, не выявлено.

Эффекты влияния ЭМП РЧ на репродуктивную функцию и развитие потомства на протяжении трех поколений Анализ результатов исследования показал, что воздействие ЭМП дециметрового диапазона оказывает негативное влияние на течение беременности, которое проявлялось снижением количества родивших животных на 26%, а так же сокращение общей численности потомства на 33% по отношению к контрольной группе животных. Выявлены изменения показателя выживаемости детенышей к 30-ти дневному возрасту: в контрольной и опытной группах животных коэффициент сохранности потомства составил 97,8% и 91,8 % соответственно. Поскольку достоверного изменения среднего количества детенышей в помете не выявлено, сокращение общей численности потомства связано с патологией эмбрионального развития, следствием которого являются гибель плодов или рождение слабого потомства, погибающего в первые недели жизни (таб.8).

Таблица 8.

Показатели влияния ЭМП РЧ на течение беременности и рождение потомства экспериментальных животных Группы Количество Количество Среднее Всего Количество животных животных родивших количество детенышей выживших животных детенышей в детенышей помете до 30-ти дневного возраста Контрольная 4,8± 0, 20 19 91 группа («ложное» облучение) Опытная 4,4± 0, 20 14 61 группа (облучение ЭМП РЧ) р 0,05 по отношению к контролю Анализ исследования первых трех поколений потомства мышей, подвергнутых в период беременности воздействию ЭМП РЧ, показал, что снижения способности к размножению не выявлено. Однако, следствием влияния данного фактора явились повышение эмбриональной смертности в первом поколении на 8%, во втором – на 10% по сравнению с контрольной группой животных, а так же снижение выживаемости потомства до 30-ти дневного возраста в первом и втором поколении на 12% и 22% соответственно. В первом поколении было выявлено сокращение численности общего количества пометов на 14,6% по сравнению с контрольной группой животных, изменений среднего количества детенышей в помете в первом и во втором поколениях потомства облученных самок мышей СВА не выявлено (таб.9).

Таблица 9.

Численность и выживаемость потомства мышей экспериментальных групп в динамике 3-х поколений Показатели I поколение II поколение III поколение Контроль Опытная Контроль Опытная Контроль Опытная ная группа ная группа ная группа группа группа группа N=25 N=26 N= N=25 N=26 N= Количество 428 406 378 340 294 детенышей, всего Среднее 4,5 ± 0,3 4,8 ± 0,3 4,3 ± 0,3 4,0 ± 0,2 4,6± 0,2 4,3 ± 0, количество детенышей в помете Количество 415 386 359 281 282 детенышей в возрасте 30-ти дней р 0,05 по отношению к контролю Исследование морфометрических показателей потомства мышей опытной группы показало, что возрастная динамика массы и размеров плодов (при рождении и в возрасте 30-ти дней), полученных от самок контрольной и опытной групп на протяжении первых трех поколений, достоверных различий не имела.

Анализ показателей периферической крови у потомства облученных самок мышей на протяжении первых трех поколений показал, что достоверных изменений в содержании эритроцитов, лейкоцитов крови выявлено не было. Однако, у потомства опытной группы мышей первого поколения по сравнению с контролем, в лейкоцитарной формуле наблюдалось повышение содержания сегментоядерных нейтрофилов на 31% (р 0,05) и тенденция к снижению количества лимфоцитов. Изменения качественного состава периферической крови у потомства облученных самок мышей связаны с перестройкой системы крови самок в ответ на воздействие ЭМП РЧ и являются одним из звеньев в формировании общей стратегии адаптации матери и плода (таб.10).

Таблица 10.

Показатели периферической крови у потомства самок мышей двух экспериментальных групп Показатели I поколение II поколение III поколение Контроль Опытная Контроль Опытная Контрольная Опытная ная группа ная группа группа группа группа группа N=30 N=30 N=25 N=25 N=20 N= Общее 10,7± 0,5 8,9 ± 0,5 10,1± 0,7 9,3± 0,4 8,9± 0,3 9,2± 0, количество эритроцитов, х1012 в 1л Общее 9,6 ± 1,5 10,4 ± 1,3 9,1± 1,1 9,5± 0,9 10,2± 1,7 8,7± 1, количество лейкоцитов, х109 в 1 л Лейкоцитарная формула (%):

- палочкоядерные 3,3± 0,3 2,9 ± 0,3 3,6 ± 0,7 3,0 ± 0, 2,7± 0,5 2,5± 0, нейтрофилы сегментоядерные 12,3± 1,6 16,2± 1,4* 12,9± 2,4 13,1± 2,2 11,9± 1,3 14,3± 2, нейтрофилы - эозинофилы 0,7± 0,3 1,3± 0,3 0,5± 0,3 1,1± 0,2 1,6± 0,3 1,3± 0, - базофилы 0,3 ± 0, 0 0 0 0,3± 0,3 - моноциты 1,0 ± 0,4 0,5 ± 0,3 1,3 ± 0,5 0,9 ± 0,3 1,1 ± 0,2 0,9 ± 0, - лимфоциты 83,3± 2,7 78,3± 2,1 81,9± 1,7 77,9± 1,3 80,3± 2,7 81,3± 2, Примечание: * р 0,05 по отношению к контролю Во втором и третьем поколении достоверных изменений в лейкоцитарной формуле не наблюдалось.

Таким образом, при оценке влияния ЭМП радиочастотного диапазона на репродуктивную функцию и развитие потомства установлено, что наиболее выраженный эффект отмечался у потомства облученных экспериментальных животных в первом и во втором поколении. Снижение негативного эффекта влияния ЭМП РЧ у потомства облученных животных в третьем поколении свидетельствует о том, что благодаря вынужденному отбору, происходившему на протяжении первых двух поколений, выжили наиболее адаптированные животные, устойчивые к воздействию ЭМП радиочастотного диапазона.

Выводы:

1. Изменения в системе крови самок мышей СВА в период физиологически протекающей беременности характеризовались: повышением общего числа лейкоцитов периферической крови на 70% (р 0,05) за счет клеток гранулоцитарного ряда (в том числе и незрелых форм);

достоверным увеличением массы селезенки в 2,3 раза и снижением массы тимуса в 1, раза, ростом клеточности селезенки на 28%.

2.Воздействие ЭМП радиочастотного диапазона низкой интенсивности (несущая частота 925 МГц, ППМ 1,2 мВт/см2) приводит к развитию в костном мозге и периферической крови беременных животных компенсаторно-приспособительных реакций, которые проявляются:

увеличением общего числа эритроцитов на 54 % (р 0,05) и лейкоцитов в 1,5 раза (р 0,05) в периферической крови, сменой дифференцировочного спектра в пользу лимфоидного ростка кроветворения и повышением пролиферативной активности клеток лимфоидного ряда на 32% (р 0,05) в костном мозге, увеличением коэффициента ПХЭ/НХЭ в 1,3 раза по сравнению с показателями ложно облученных беременных животных.

3. Морфофункциональные изменения в селезенке и тимусе беременных экспериментальных животных, вызванные действием ЭМП РЧ, характеризовались снижением ядерных клеток в селезенке на 39 % и повышением относительного числа бластных клеток в тимусе в 2 раза ( р 0,05), прогрессивным снижением морфометрических показателей селезенки и тимуса в зависимости от сроков беременности;

4. Генотоксический эффект ЭМП РЧ проявлялся увеличением числа полихроматофильных эритроцитов с микроядрами на 52% в селезенке у плодов облученных в период беременности самок мышей СВА 5. Воздействие ЭМП радиочастотного диапазона на беременных самок мышей СВА приводило к снижению количества нормальных родов (выкидыши или рождение мертвых животных) на 26%, а так же сокращению общей численности потомства на 33% по отношению к контрольной группе (ложное облучение) животных;

6. Наиболее выражен эффект влияния ЭМП РЧ на репродуктивную функцию у первого и второго поколения потомства облученных самок мышей, о чем свидетельствует снижение числа нормальных родов на 14,6% в I и на 3,5 % во II поколении, сокращение общей численности потомства в I и II поколении на 8% и 10% соответственно, снижение показателя выживаемости потомства до 30-ти дневного возраста на 12% и 22% соответственно;

7. ЭМП РЧ, не оказывая влияния на морфометрические показатели первых 3-х поколений потомства облученных самок мышей СВА, вызывал увеличение относительного числа сегментоядерных нейтрофилов на 31% (р 0,05) в периферической крови у первого поколения потомства опытной группы мышей СВА.

Список опубликованных работ по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

Шилкова Т.В. Оценка биологических эффектов электромагнитного поля 1.

радиочастотного диапазона низкой интенсивности на систему крови экспериментальных животных// Т.В.Шилкова, Д.З. Шибкова, Н.В.

Ефимова, Н.Д. Полевик/ Вестник Южно-Уральского государственного университета, г.Челябинск, - 2011. – Вып.26. - №7. - С.10-14.

Шилкова Т.В. Адаптационные изменения в системе крови 2.

экспериментальных животных при воздействии неионизирующего излучения/ Т.В.Шилкова, Д.З. Шибкова// Системы. Методы. Технологии.

г.Братск, - 2011. - №11. – С.179-183.

Шилкова Т.В. Особенности действия электромагнитного поля 3.

дециметрового диапазона на систему крови экспериментальных животных в период беременности/ Т.В.Шилкова, Д.З. Шибкова//Вестник Челябинского государственного педагогического университета, г.Челябинск, - 2011. -№ 7. - С.335-342.

Шибкова Д.З. Влияние электромагнитного излучения на систему крови 4.

мышей линии СВА в период 2-го – 3-го триместра беременности / Д.З.Шибкова, Н.В.Ефимова, Т.В.Шилкова, Полевик Н.Д.// Вестник уральской медицинской академической науки. Екатеринбург, 2009. -№ 2(25). - С. 110- Публикации в других изданиях:

Шилкова Т.В. Влияние электромагнитного поля радиочастотного диапазона на 5.

репродуктивную функцию и морфофункциональное состояние потомства экспериментальных животных / Т.В. Шилкова, Д.З. Шибкова // Современная физиология: от клеточно-молекулярной до интегративной – основа здоровья и долголетия: Материалы VII Съезда Казахского физиологического общества с международным участием 14-16 сентября 2011г. Республика Казахстан, г.Алматы. – С.300-301.

6. Шилкова Т.В. Оценка влияния электромагнитного поля радиочастотного диапазона на морфометрические показатели и клеточность тимуса экспериментальных животных/ Т.В. Шилкова, Д.З. Шибкова // Динамика научных исследований – 2011: материалы II Международной научно практической конференция 07-15 июля 2011 года, Przemysl (Польша), Т.-15. – С.69-72.

7. Шилкова Т.В. Оценка воздействия электромагнитного поля радиочастотного диапазона на показатели костного мозга у беременных мышей линии СВА /Т.В. Шилкова, Д.З. Шибкова //Медико физиологические проблемы экологии человека: материалы IVВсероссийской конференции с международным участием 26-30 сентября 2011г., г.Ульяновск. - С. 305-306.

8. Шибкова Д.З.Изменения в системе крови беременных животных при воздействии электромагнитного поля радиочастотного диапазона низкой интенсивности / Д.З. Шибкова, Т.В. Шилкова // Актуальные вопросы естествознания начала 21 века: сборник научных статей.- г.Казань. - 2010. С.142-148.

9. Шибкова Д.З.Морфометрические показатели и клеточный состав селезенки и тимуса беременных животных при воздействии электромагнитного поля радиочастотного диапазона низкой интенсивности / Д.З. Шибкова, Т.В.

Шилкова //Современные вопросы анатомии, гистологии и эмбриологии животных: материалы I Всероссийской конференции. 28-30 апреля 2010г., г.Казань. – С.81- 10.Шилкова Т.В. Оценка влияния электромагнитного поля радиочастотного диапазона низкой интенсивности на содержание микроядер в эритроцитах костного мозга / Т.В. Шилкова, Д.З. Шибкова //Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды: материалы III Международной научно-практической конференции 22-23 ноября 2010г.

г.Челябинск. – С.66-68.

11.Шилкова Т.В. Показатели периферической крови беременных животных при воздействии электромагнитного поля радиочастотного диапазона низкой интенсивности / Т.В. Шилкова, Е.Н. Лугина // Студент и научно технический прогресс: материалы международной научной студенческой конференции. Биология. 10-14 апреля 2010г. г.Новосибирск. - С. 12.Шилкова Т.В. Влияние электромагнитного поля радиочастотного диапазона на показатели периферической крови беременных животных и их потомство/ Т.В. Шилкова, Е.Н. Лугина //Экология России и сопредельных территорий: материалы ХV Международной экологической студенческой конференции с элементами научной школы. октябрь 2010г., г.Новосибирск. С. 13.Шилкова Т.В. Влияние дефицита белков животного происхождения на динамику роста и репродуктивную функцию экспериментальных животных /Т.В. Шилкова, М. Викторова / Экология в высшей школе: синтез науки и образования: материалы Всероссийской научно-практической конференции 30 марта-1 апреля 2009г. – г.Челябинск. Изд- во ЧГПУ, 2009.- С.131-136.

14. Шилкова Т.В. Влияние дефицита белков животного происхождения на динамику морфометрических показателей экспериментальных животных.

/Т.В. Шилкова, М. Викторова / Студент и научно-технический прогресс:

материалы XLVІІ международной научной студенческой конференции.

Биология. 11-15 апреля 2009г., г. Новосибирск. – Изд-во Новосибирского государственного ун-та.-2009. – С. 42-43.

15. Шилкова Т.В. Показатели крови как индикатор состояния биологических объектов, обитающих на загрязненных территориях./Т.В. Шилкова / Проблемы экологии и экологического образования Уральского федерального округа: материалы научной конференции 15-17 апреля 2008г. – г.Челябинск.

Изд-во ЧГПУ, 2008.-С.206- Сокращения, используемые в автореферате:

ЭМП РЧ – электромагнитное поле радиочастотного диапазона ЭМИ РЧ – электромагнитное излучение радиочастотного диапазона ППМ – плотность потока мощности ЯСК – количество ядросодержащих клеток М – среднее значение показателя m – средняя ошибка ПХЭ – полихроматофильные эритроциты НХЭ – нормальные хроматофильные эритроциты МЯ - микроядра СВА – название инбредной линии мышей

 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.