Medical Radiology and radiation safety Medical Radiology and radiation safety Медицинская радиология и радиационная безопасность 1024-6177 2618-9615 38945 10.12737/1024-6177-2020-65-3-53-58 Неионизирующее излучение Non-ionizing radiation Неионизирующее излучение Postradiation Effects of Low Intensity Electromagnetic Radiation with a Frequency of 900 MHz in Rat Liver Постлучевые эффекты низкоинтенсивного электромагнитного излучения с частотой 900 МГц в печени крыс Петросян М. С. Petrosyan M. S. Нерсесова Л. С. Nersesova L. S.

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Каралова Е. М. Karalova E. M.

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Аветисян А. С. Avetisyan A. S. Аброян Л. О. Abroyan L. O.

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Акопян Л. А. Akopian L. A.

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Газарянц М. Г. Gazaryants M. G.

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Акопян Ж. И. Akopian J. I.

доктор биологических наук;

doctor of sciences in biology;

 Институт молекулярной биологии НАН Ереван Армения Institute of Molecular Biology of NAS Erevan Armenia Институт молекулярной биологии НАН Ереван Армения Institute of Molecular Biology of NAS Erevan Armenia Институт молекулярной биологии НАН Ереван Армения Institute of Molecular Biology of NAS Erevan Armenia Институт молекулярной биологии НАН Ереван Армения Institute of Molecular Biology of NAS Erevan Armenia Институт молекулярной биологии НАН Ереван Армения Institute of Molecular Biology of NAS Erevan Armenia Институт молекулярной биологии НАН Ереван Армения Institute of Molecular Biology of NAS Erevan Armenia Институт молекулярной биологии НАН Ереван Армения Institute of Molecular Biology of NAS Erevan Armenia Институт молекулярной биологии НАН Ереван Армения Institute of Molecular Biology of NAS Erevan Armenia 65 3 53 58 https://naukaru.ru/en/nauka/article/38945/view

Цель: Исследование изменений активности креатинкиназы (КК) печени и сыворотки крови крыс и ядерно-ядрышкового аппарата гепатоцитов, индуцированных действием низкоинтенсивного электромагнитного излучения с параметрами 900 МГц и плотностью потока энергии 25 мкВт/см2, характерными для мобильных телефонов. Материал и методы: Опыты проводили на белых беспородных крысах-самцах 6-месячного возраста, массой тела 180–200 г. В качестве источника излучения с частотой 900 МГц использовали генераторный блок панорамного измерителя Х1-42. Активность КК в сыворотке крови и экстрактах печени определяли спектрофотометрически по накоплению свободного креатина. На основании данных по содержанию ДНК в гепатоцитах крыс, соотнесенных к эталону, выявляли распределение гепатоцитов по плоидности и определяли соотношение эу- и анэуплоидных клеток. Результаты: Показано, что 2-часовое однократное общее облучение крыс вызывает более выраженные изменения уровней активности как печеночной, так и сывороточной КК, чем равноценное по времени дробное облучение: при этом фермент проявляет значительные адаптационные свойства. Уменьшение среднего содержания ДНК ядер и ядрышек и среднего число ядрышек на ядро, а также увеличение количества безьядрышковых ядер после однократного радиочастотного облучения свидетельствует об угнетении транскрипционной активности гепатоцитов. В то же время пострадиационное увеличение количества гиподиплоидных клеток, половину из которых составляют безьядрышковые гепатоциты, а также возрастание количества триплоидных клеток, сопровождающееся уменьшением числа тетраплоидных гепатоцитов и исчезновением гипертетраплоидных гепатоцитов, свидетельствуют о гибели значительного количества гепатоцитов. Заключение: Активность КК печени крыс чувствительна к действию как однократного, так и дробного облучения. При этом биологический эффект однократного облучения более выражен. Динамика пострадиационных изменений, происходящих в популяции гепатоцитов при однократном облучении крыс свидетельствует об угнетении транскрипционной активности гепатоцитов и гибели значительной части их.

Purpose: To study the changes in the activity of the liver and blood serum creatine kinase (KK) and the nucleus-nucleolus apparatus of hepatocytes of rats, subjected to the low-intensity electromagnetic radiation of 900 MHz and 25 µW/cm2 energy flux density, typical for a range of mobile phones. Material and methods: The experiments were carried out on white outbred male rats of 6 months of age, weighing 180–200g. The generator Panoramic X1-42 was used as a source of radiation having a frequency of 900 MHz. The activity of CK in the blood serum and liver extracts respectively was determined spectrophotometrically, based on the accumulation of free creatine. Using the extent of the DNA content in rat hepatocytes relative to the accepted standard, the distribution of hepatocytes in ploidy (measured in percentage poins) was detected; so was determined the ratio of eu- and aneuploid cells. Results: It appears that the two-hour single total exposure of rats causes more substantial changes in the activity levels of rats both liver and serum creatine kinase than the total time-wise comparable fractional exposure; while the enzyme exhibits signs of significant adaptation. A decrease in the average DNA content of the nucleus and nucleolus, as well as the average number of nucleolus per nucleus, along with an increase in the number of nucleolus-free nuclei after a single radiofrequency irradiation act indicates certain inhibition of the transcriptional activity of hepatocytes. At the same time, a post-radiation increase of hypodiploid cells, half of which are nucleolus-free hepatocytes, as well as an increase in the number of triploid cells, accompanied by a decrease in the number of tetraploid hepatocytes and the disappearance of hypertetraploid hepatocytes, indicate the incidence of death of a significant number of hepatocytes. Conclusion: The rat liver CK is sensitive to the action of both single low-intensity electromagnetic radiation with a frequency of 900 MHz and that dispersed through fractional exposure: the biological effect of a single exposure is more pronounced. The dynamics of the post-radiation changes occurring in the hepatocyte population upon their single radiofrequency irradiation indicates certain inhibition of the transcriptional activity of the hepatocytes, as well as the incidence of death of a significant number of hepatocytes.

 электромагнитное излучение низкая интенсивность частота 900 МГц однократное и дробное облучение креатинкиназа ядерно-ядрышковый аппарат печень сыворотка крови крысы electromagnetic radiation low intensity frequency 900 MHz single and fractional irradiation creatine kinase nucleus-nucleolar apparatus liver blood serum rats

Григорьев Ю.Г., Григорьев О.А. Сотовая связь и здоровье. М. Энергиздат, 2013. 567 с. Grigoriev YuG, Grigoriev OA. Mobile communication and health. Energizdat, Moscow. 2013. 567 p. (In Russ.). Григорьев Ю.Г. От электромагнитного смога до электромагнитного хаоса. К оценке опасности мобильной связи для здоровья человека. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2018;63(3):28-33 Grigoriev YuG. From Electromagnetic Smog to Electromagnetic Chaos. To Evaluating the Hazards of Mobile Communication for Health of the Population. Medical Radiology and Radiation Safety 2018;63(3):28-33 (In Russ.). IARC classifies radiofrequency electromagnetic fields as possibly carcinogenic to humans. Int Agency Res Cancer. 2011;(208):4-6. IARC classifies radiofrequency electromagnetic fields as possibly carcinogenic to humans. Int Agency Res Cancer. 2011;(208):4-6. Warille AA, Altun G, Elamin AA, et al. Skeptical approaches concerning the effect of exposure to electromagnetic fields on brain hormones and enzyme activities. 2010. DOI: 10.1016/j.jmau.2017.09.002 Warille AA, Altun G, Elamin AA, et al. Skeptical approaches concerning the effect of exposure to electromagnetic fields on brain hormones and enzyme activities. 2010. DOI: 10.1016/j.jmau.2017.09.002 Nersesova LS. Role of creatine kinase and its substrates in the central nervous system in norm and in various pathologies. Journal Evol Biochem Fiziol. 2011;47(2):120-7. Nersesova LS. Role of creatine kinase and its substrates in the central nervous system in norm and in various pathologies. Journal Evol Biochem Fiziol. 2011;47(2):120-7. Malone J, Ullrich R. Novel radiation response genes identified in gene trapped MCF10A mammary epithelial cells. Radiat Res. 2007;167(2):176-84. Malone J, Ullrich R. Novel radiation response genes identified in gene trapped MCF10A mammary epithelial cells. Radiat Res. 2007;167(2):176-84. Aksenov M, Aksenova M, Butterfield DA, Markesbery WR. Oxidative modification of creatine kinase BB in Alzheimer’s disease brain. J Neurochem. 2000;74(6):2520-7. Aksenov M, Aksenova M, Butterfield DA, Markesbery WR. Oxidative modification of creatine kinase BB in Alzheimer’s disease brain. J Neurochem. 2000;74(6):2520-7. Мозжухина Т.Г., Азарскова М.В., Литошенко А.Я. Цито­флюориметрический анализ ядер регенерирующей печени крыс в отдаленные сроки после рентгеновсого облучения. Цитология и генетика. 1998;32(2):49-56. Mozzhukhina TG, Azarksova MV, Litoshenko AYa. Cytofluorimetric analysis of the nuclei of the regenerating rat liver in the long term after x-ray irradiation. Cytology and Genetics. 1998;32(2):49-56. (In Russ.). Штейн Г.И., Кудрявцева М.В., Кудрявцев Б.Н. Изменение морфо­метрических параметров окрашенных серебром ядрышек гепатоцитов крыс при циррозе печени и в процессе их реабилитации. Цитология. 1999;43(41):574-80. Shtein GI, Kudryavceva MV, Kudryavcev BN. Changes in the morphometric parameters of the silver-stained nucleoli of rat hepatocytes during liver cirrhosis and in the process of their rehabilitation. Cytology. 1999;43(41):574-80. (In Russ.). Нерсесова Л.C., Газарянц М.Г., Мкртчян З.C. и др. Влияние ионизирующей радиации на ферментные активности и состояние ядерноядрышкового аппарата гепатоцитов крыс. Радиац. биология. Радиоэкология. 2013;53(1):55-62 Nersesova LS, Gazaryants MG, Mkrtchyan ZS, Meliksetyan GO, Poghosyan LH, Poghosyan SA, et al. Influence of Ionizing Radiation on Enzymatic Activity and State of Nucleus Nucleolar Apparatus in Rat Hepatocytes. Radiation Biology Radioecology. 2013;53(1):55-62. (In Russ.). Петрова Т.А., Лызлова С.Н. Оптимизация условий определения активности креатинкиназы колориметрическим методом. Вестн. ЛГУ. 1985;(24):88-90. Petrova TA, Lislova SN. Optimization of Conditions for Determining Creatine kinase Activity by the Colorimetric Method. LSU Bulletin. 1985;(24):88-90. (In Russ.). Магакян Ю.А., Каралова Е.М. Цитофотометрия ДНК. Ереван. 1989. 204 c. Maghakyan YuA, Karalova EM. Cyto­morphometry of DNA. Yerevan. 1989. (In Russ.). Romeis B. Mikroskopische Technik. München, Leibniz Verlag. 1948. Romeis B. Mikroskopische Technik. München, Leibniz Verlag. 1948. Miller K, Halow J, Koretsky AP. Phosphocreatine protects transgenic mouse liver expressing creatine kinase from hypoxia and ischemia. Am J Physiol. 1993;265(6Pt1):1544-51. DOI: 10.1152/ajpcell.1993.265.6.C1544. Miller K, Halow J, Koretsky AP. Phosphocreatine protects transgenic mouse liver expressing creatine kinase from hypoxia and ischemia. Am J Physiol. 1993;265(6Pt1):1544-51. DOI: 10.1152/ajpcell.1993.265.6.C1544. Satoh S, Tanaka A, Hatano E, Inomoto T, Iwata S, Kitai T, et al. Energy metabolism and regeneration in transgenic mouse liver expressing creatine kinase after major hepatectomy. Gastroenterology. 1996;110(4):1166-74. PubMed PMID: 8613006. Satoh S, Tanaka A, Hatano E, Inomoto T, Iwata S, Kitai T, et al. Energy metabolism and regeneration in transgenic mouse liver expressing creatine kinase after major hepatectomy. Gastroenterology. 1996;110(4):1166-74. PubMed PMID: 8613006. Kerr JF, Winterford CM, Harmon BV. Apoptosis. Its significance in cancer and cancer therapy. Cancer. 1994;73(8): 2013-26. PubMed PMID: 8156506. Kerr JF, Winterford CM, Harmon BV. Apoptosis. Its significance in cancer and cancer therapy. Cancer. 1994;73(8): 2013-26. PubMed PMID: 8156506. Capri M, Scarcella E, Bianchi E, Fumelli C, Mesirca P, Agostini C, et al. 1800 MHz radiofrequency (mobile phones, different Global System for Mobile communication modulations) does not affect apoptosis and heat shock protein 70 level in peripheral blood mononuclear cells from young and old donors. Int J Radiat Biol. 2004;80(6):389-97. DOI: 10.1080/09553000410001702346 Capri M, Scarcella E, Bianchi E, Fumelli C, Mesirca P, Agostini C, et al. 1800 MHz radiofrequency (mobile phones, different Global System for Mobile communication modulations) does not affect apoptosis and heat shock protein 70 level in peripheral blood mononuclear cells from young and old donors. Int J Radiat Biol. 2004;80(6):389-97. DOI: 10.1080/09553000410001702346 Lantow M, Lupke M, Frahm J, Mattsson MO, Kuster N, Simko M. ROS release and Hsp70 expression after exposure to 1,800 MHz radiofrequency electromagnetic fields in primary human monocytes and lymphocytes. Radiat Environ Biophys. 2006;45(1):55-62. DOI: 10.1007/s00411-006-0038-3. Lantow M, Lupke M, Frahm J, Mattsson MO, Kuster N, Simko M. ROS release and Hsp70 expression after exposure to 1,800 MHz radiofrequency electromagnetic fields in primary human monocytes and lymphocytes. Radiat Environ Biophys. 2006;45(1):55-62. DOI: 10.1007/s00411-006-0038-3.