УДК

[612.8+537.531]:57.042

DOI

10.37482/2687-1491-Z181

Сведения об авторах

Наталия Игоревна Хорсева* ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3444-0050
Павел Евгеньевич Григорьев**/*** ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7390-9109

 *Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук
(Москва, Россия)
**Севастопольский государственный университет
(Севастополь, Россия)
***Академический научно-исследовательский институт физических методов лечения, медицинской климатологии и реабилитации им. И.М. Сеченова
(Ялта, Республика Крым, Россия)

Ответственный за переписку: Наталия Игоревна Хорсева, адрес: 119334, Москва, ул. Косыгина, д. 4, e-mail: sheridan1957@mail.ru

Аннотация

Усиливающееся воздействие мобильной связи на население, в первую очередь на детей и подростков как на самую уязвимую к любым факторам внешней среды его часть, обуславливает необходимость скрупулезного изучения влияния электромагнитных полей радиочастотного диапазона на центральную нервную систему, которая является основной мишенью их действия. В связи с этим анализ экспериментальных данных в качестве опосредованной оценки возможных негативных изменений в организме молодых животных под воздействием электромагнитных полей радиочастотного диапазона, включая 5G и Wi-Fi, весьма актуален. Авторами статьи проведена систематизация экспериментальных данных, результаты которой будут представлены в двух частях: эксперименты in vitro и in vivo. В рамках данной публикации представлены материалы, указывающие как на разнообразие подходов к изучению воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона на центральную нервную систему, так и на трудности систематизации результатов экспериментов. Анализ литературных данных показал, что при всей многочисленности исследований воздействия электромагнитных полей радиочастотного диапазона in vitro культуры клеток центральной нервной системы используются достаточно редко. Тем не менее в данном обзоре подробно рассмотрены результаты экспериментов in vitro: преобразование потенциала действия, морфологические трансформации клеток и миелиновой оболочки, изменение проницаемости гематоэнцефалического барьера (с использованием культур только нервных клеток). Установлено, что, несмотря на некоторую противоречивость полученных результатов, большинство исследований указывают на негативное влияние электромагнитных полей разных частотных диапазонов на клетки центральной нервной системы. Описание морфогистологических изменений структур центральной нервной системы при действии электромагнитных полей радиочастотного диапазона будет представлено в следующей части обзора.

Ключевые слова

электромагнитное поле радиочастотного диапазона, Wi-Fi, 5G, эксперименты in vitro, центральная нервная система, изолированные клетки нервной системы, миелиновая оболочка, гематоэнцефалический барьер

Список литературы

1. Хорсева Н.И., Григорьев Ю.Г., Григорьев П.Е. Влияние низкоинтенсивных электромагнитных полей на антенатальный период развития организма. Часть 1. От гаметогенеза до родов (обзор) // Журн. мед.-биол. исследований. 2017. Т. 5, № 4. С. 42–54. http://dx.doi.org/10.17238/issn2542-1298.2017.5.4.42
2. Хорсева Н.И., Григорьев Ю.Г., Григорьев П.Е. Влияние низкоинтенсивных электромагнитных полей на антенатальный период развития организма. Часть 2. Отдаленные последствия в постнатальный период (обзор) // Журн. мед.-биол. исследований. 2018. Т. 6, № 1. С. 41–55. https://doi.org/10.17238/issn2542-1298.2018.6.1.41
3. Григорьев Ю.Г., Григорьев О.А. Сотовая связь и здоровье: электромагнитная обстановка, радиобиологические и гигиенические проблемы, прогноз опасности. М.: Экономика, 2013. 567 с.
4. Григорьев Ю.Г., Хорсева Н.И. Мобильная связь и здоровье детей. Оценка опасности применения мобильной связи детьми и подростками. Рекомендации детям и родителям. М.: Экономика, 2014. 230 с.
5. Lai Y.-F., Wang H.-Y., Peng R.-Y. Establishment of Injury Models in Studies of Biological Effects Induced by Microwave Radiation // Mil. Med. Res. 2021. Vol. 8, № 1. Art. № 12. https://doi.org/10.1186/s40779-021-00303-w
6. Redmayne M., Johansson O. Could Myelin Damage from Radiofrequency Electromagnetic Field Exposure Help Explain the Functional Impairment Electrohypersensitivity? A Review of the Evidence // J. Toxicol. Environ. Health B Crit. Rev. 2014. Vol. 17, № 5. P. 247–258. https://doi.org/10.1080/10937404.2014.923356
7. Zhi W.-J., Wang L.-F., Hu X.-J. Recent Advances in the Effects of Microwave Radiation on Brains // Mil. Med. Res. 2017. Vol. 4, № 1. Art. № 29. https://doi.org/10.1186/s40779-017-0139-0
8. Narayanan S.N., Jetti R., Kesari K.K., Kumar R.S., Nayak S.B., Bhat P.G. Radiofrequency Electromagnetic Radiation-Induced Behavioral Changes and Their Possible Basis // Environ. Sci. Pollut. Res. 2019. Vol. 26, № 30. P. 30693–30710. https://doi.org/10.1007/s11356-019-06278-5
9. Kim J.H., Lee J.-K., Kim H.-G., Kim K.-B., Kim H.R. Possible Effects of Radiofrequency Electromagnetic Field Exposure on Central Nerve System // Biomol. Ther. 2019. Vol. 27, № 3. P. 265–275. https://doi.org/10.4062/biomolther.2018.152
10. Romeo S., Zeni O., Scarfì M.R., Poeta L., Lioi M.B., Sannino A. Radiofrequency Electromagnetic Field Exposure and Apoptosis: A Scoping Review of in vitro Studies on Mammalian Cells // Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23, № 4. Art. № 2322. https://doi.org/10.3390/ijms23042322
11. Markov M., Grigoriev Yu.G. Wi-Fi Technology – an Uncontrolled Global Experiment on the Health of Mankind // Electromagn. Biol. Med. 2013. Vol. 32, № 2. P. 200–208. https://doi.org/10.3109/15368378.2013.776430
12. Григорьев Ю.Г., Самойлов А.С. 5G-стандарт сотовой связи. Суммарная радиобиологическая оценка опасности планетарного электромагнитного облучения населения: моногр. М.: Федер. мед. биофиз. центр им. А.И. Бурназяна ФМБА, 2021. 220 с.
13. Karipidis K., Mate R., Urban D., Tinker R., Wood A. 5G Mobile Networks and Health-a State-of-the-Science Review of the Research into Low-Level RF Fields Above 6 GHz // J. Expo. Sci. Environ. Epidemiol. 2021. Vol. 31, № 4. P. 585–605. https://doi.org/10.1038/s41370-021-00297-6
14. Nyberg N.R., McCredden J.E., Weller S.G., Hardell L. The European Union Prioritises Economics Over Health in the Rollout of Radiofrequency Technologies // Rev. Environ. Health. 2022. Vol. 39, № 1. P. 47–64. https://doi.org/10.1515/reveh-2022-0106
15. Hu C., Zuo H., Li Y. Effects of Radiofrequency Electromagnetic Radiation on Neurotransmitters in the Brain // Front. Public Health. 2021. Vol. 9. Art. № 691880. https://doi.org/10.3389/fpubh.2021.691880
16. Sienkiewicz Z., van Rongen E. Can Low-Level Exposure to Radiofrequency Fields Effect Cognitive Behaviour in Laboratory Animals? A Systematic Review of the Literature Related to Spatial Learning and Place Memory // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2019. Vol. 16, № 9. Art. № 1607. https://doi.org/10.3390/ijerph16091607
17. Ning W., Xu S.-J., Chiang H., Xu Z.-P., Zhou S.-Y., Yang W., Luo J.-H. Effects of GSM 1800 MHz on Dendritic Development of Cultured Hippocampal Neurons // Acta Pharmacol. Sin. 2007. Vol. 28, № 12. P. 1873–1880. https://doi.org/10.1111/j.1745-7254.2007.00668.x
18. Li Y., Deng P., Chen C., Ma Q., Pi H., He M., Lu Y., Gao P., Zhou C., He Z., Zhang Y., Yu Z., Zhang L. 1,800 MHz Radiofrequency Electromagnetic Irradiation Impairs Neurite Outgrowth with a Decrease in Rap1-GTP in Primary Mouse Hippocampal Neurons and Neuro2a Cells // Front. Public Health. 2021. Vol. 9. Art. № 771508. https://doi.org/10.3389/fpubh.2021.771508
19. Echchgadda I., Cantu J.C., Tolstykh G.P., Butterworth J.W., Payne J.A., Ibey B.L. Changes in the Excitability of Primary Hippocampal Neurons Following Exposure to 3.0 GHz Radiofrequency Electromagnetic Fields // Sci. Rep. 2022. Vol. 12. Art. № 3506. https://doi.org/10.1038/s41598-022-06914-0
20. Kim J.H., Chung K.H., Hwang Y.R., Park H.R., Kim H.J., Kim H.-G., Kim H.R. Exposure to RF-EMF Alters Postsynaptic Structure and Hinders Neurite Outgrowth in Developing Hippocampal Neurons of Early Postnatal Mice // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22, № 10. Art. № 5340. https://doi.org/10.3390/ijms22105340
21. Chen C., Ma Q., Liu C., Deng P., Zhu G., Zhang L., He M., Lu Y., Duan W., Pei L., Li M., Yu Z., Zhou Z. Exposure to 1800 MHz Radiofrequency Radiation Impairs Neurite Outgrowth of Embryonic Neural Stem Cells // Sci. Rep. 2014. Vol. 4. Art. № 5103. https://doi.org/10.1038/srep05103
22. Chen C., Ma Q., Deng P., Lin M., Gao P., He M., Lu Y., Pi H., He Z., Zhou C., Zhang Y., Yu Z., Zhang L. 1800 MHz Radiofrequency Electromagnetic Field Impairs Neurite Outgrowth Through Inhibiting EPHA5 Signaling // Front. Cell Dev. Biol. 2021. Vol. 9. Art. № 657623. https://doi.org/10.3389/fcell.2021.657623
23. Su L., Yimaer A., Xu Z., Chen G. Effects of 1800 MHz RF-EMF Exposure on DNA Damage and Cellular Functions in Primary Cultured Neurogenic Cells // Int. J. Radiat. Biol. 2018. Vol. 94, № 3. P. 295–305. https://doi.org/10.1080/09553002.2018.1432913
24. Eghlidospour M., Ghanbari A., Mortazavi S.M., Azari H. Effects of Radiofrequency Exposure Emitted from a GSM Mobile Phone on Proliferation, Differentiation, and Apoptosis of Neural Stem Cells // Anat. Cell Biol. 2017. Vol. 50, № 2. P. 115–123. https://doi.org/10.5115/acb.2017.50.2.115
25. El Khoueiry C., Moretti D., Renom R., Camera F., Orlacchio R., Garenne A., Poulletier De Gannes F., PoqueHaro E., Lagroye I., Veyret B., Lewis N. Decreased Spontaneous Electrical Activity in Neuronal Networks Exposed to Radiofrequency 1,800 MHz Signals // J. Neurophysiol. 2018. Vol. 120, № 6. P. 2719–2729. https://doi.org/10.1152/jn.00589.2017
26. Romanenko S., Siegel P.H., Wagenaar D.A., Pikov V. Effects of Millimeter Wave Irradiation and Equivalent Thermal Heating on the Activity of Individual Neurons in the Leech Ganglion // J. Neurophysiol. 2014. Vol. 112, № 10. P. 2423–2431. https://doi.org/10.1152/jn.00357.2014
27. Romanenko S., Harvey A.R., Hool L., Fan S., Wallace V.P. Millimeter Wave Radiation Activates Leech Nociceptors via TRPV1-Like Receptor Sensitization // Biophys. J. 2019. Vol. 116, № 12. P. 2331–2345. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2019.04.021
28. Wang L.-F., Li X., Gao Y-B., Wang S.-M., Zhao L., Dong J., Yao B.-W., Xu X.-P., Chang G.-M., Zhou H.-M., Hu X.-J., Peng R.-Y. Activation of VEGF/Flk-1-ERK Pathway Induced Blood–Brain Barrier Injury After Microwave Exposure // Mol. Neurobiol. 2015. Vol. 52, № 1. P. 478–491. https://doi.org/10.1007/s12035-014-8848-9
29. Pikov V., Arakaki X., Harrington M., Fraser S.E., Siegel P.H. Modulation of Neuronal Activity and Plasma Membrane Properties with Low-Power Millimeter Waves in Organotypic Cortical Slices // J. Neural Eng. 2010. Vol. 7, № 4. Art. № 045003. https://doi.org/10.1088/1741-2560/7/4/045003
30. Huang M., Liang C., Li S., Zhang J., Guo D., Zhao B., Liu Y., Peng Y., Xu J., Liu W., Guo G., Shi L. Two Autism/ Dyslexia Linked Variations of DOCK4 Disrupt the Gene Function on Rac1/Rap1 Activation, Neurite Outgrowth, and Synapse Development // Front. Cell. Neurosci. 2020. Vol. 13. Art. № 577. https://doi.org/10.3389/fncel.2019.00577
31. Фоминова У.Н., Гурина О.И., Шепелева И.И., Попова Т.Н., Кекелидзе З.И., Чехонин В.П. Нейротрофический фактор головного мозга: структура и взаимодействие с рецепторами // Рос. психиатр. журн. 2018. № 4. С. 64–72.
32. Сутормина Н.В. Роль нейротрофического фактора мозга (BDNF) в физической активности (обзор) // Комплекс. исслед. детства. 2022. Т. 4, № 2. С. 124–133. https://doi.org/10.33910/2687-0223-2022-4-2-124-133
33. İkinci A., Mercantepe T., Unal D., Erol H.S., Şahin A., Aslan A., Baş O., Erdem H., Sönmez O.F., Kaya H., Odacı E. Morphological and Antioxidant Impairments in the Spinal Cord of Male Offspring Rats Following Exposure to a Continuous 900 MHz Electromagnetic Field During Early and Mid-Adolescence // J. Chem. Neuroanat. 2016. Vol. 75, рt B. P. 99–104. https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2015.11.006
34. Kim J.H., Yu D.-H., Huh Y.H., Lee E.H., Kim H.-G., Kim H.R. Long-Term Exposure to 835 MHz RF-EMF Induces Hyperactivity, Autophagy and Demyelination in the Cortical Neurons of Mice // Sci. Rep. 2017. Vol. 7. Art. № 41129. https://doi.org/10.1038/srep41129
35. Sharma A., Sharma S., Shrivastava S., Singhal P.K., Shukla S. Mobile Phone Induced Cognitive and Neurochemical Consequences // J. Chem. Neuroanat. 2019. Vol. 102. Art. № 101684. https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2019.101684
36. Sharma A., Shrivastava S., Singh A., Gupte S.S., Rathour A., Reshi M.S., Shukla S. Evidences of the Radiofrequency Exposure on the Antioxidant Status, Potentialy Contributing to the Inflammatory Response and Demyelination in Rat Brain // Environ. Toxicol. Pharmacol. 2022. Vol. 94. Art. № 103903. https://doi.org/10.1016/j.etap.2022.103903
37. Tang J., Zhang Y., Yang L., Chen Q., Tan L., Zuo S., Feng H., Chen Z., Zhu G. Exposure to 900 MHz Electromagnetic Fields Activates the mkp-1/ERK Pathway and Causes Blood-Brain Barrier Damage and Cognitive Impairment in Rats // Brain Res. 2015. Vol. 1601. P. 92–101. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2015.01.019
38. Finnie J.W., Blumbergs P.C., Manavis J., Utteridge T.D., Gebski V., Davies R.A., Vernon-Roberts B., Kuchel T.R. Effect of Long-Term Mobile Communication Microwave Exposure on Vascular Permeability in Mouse Brain // Pathology. 2002. Vol. 34, № 4. P. 344–347. https://doi.org/10.1080/003130202760120517
39. Kuribayashi M., Wang J., Fujiwara O., Doi Y., Nabae K., Tamano S., Ogiso T., Asamoto M., Shirai T. Lack of Effects of 1439 MHz Electromagnetic Near Field Exposure on the Blood–Brain Barrier in Immature and Young Rats // Bioelectromagnetics. 2005. Vol. 26, № 7. P. 578–588. https://doi.org/10.1002/bem.20138
40. Schirmacher A., Winters S., Fischer S., Goeke J., Galla H.J., Kullnick U., Ringelstein E.B., Stögbauer F. Electromagnetic Fields (1.8 GHz) Increase the Permeability to Sucrose of the Blood–Brain Barrier in vitro // Bioelectromagnetics. 2000. Vol. 21, № 5. P. 338–345.