Оценка хронического воздействия электромагнитных полей систем сотовой связи 2–5G на организм животных

Введение. Интенсивное внедрение современных беспроводных сетей связи и коммуникаций, создающих многочастотные модулированные электромагнитные поля радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ), привело к существенному изменению электромагнитного фона в среде обитания человека, что требует проведения научных исследований по оценке риска их влияния на организм.

Цель исследования – изучить особенности биологического действия мультичастотных электромагнитных полей радиочастотного диапазона, создаваемых системами сотовой связи стандартов GSM (2G), UMTS (3G), LTE (4G) и 5G NR IMT-2020 (5G), на отдельные показатели функционального состояния организма животных в условиях хронического эксперимента.

Материалы и методы. Крысы-самцы линии Wistar массой тела 180–200 г подвергались круглосуточному четырёхмесячному облучению: группа 1 – воздействие ЭМП в соответствии со стандартами 2–5G (1,8; 2,1; 2,6; 3,6; 28; 37 ГГц) с суммарной плотностью потока энергии (ППЭ) 500 мкВт/см², группа 2 – воздействие ЭМП стандарта 5G NR IMT-2020 (3,6; 28; 37 ГГц) с ППЭ 250 мкВт/см². Группа контроля облучению не подвергалась. После каждого месяца экспозиции проводили декапитацию 12 животных каждой группы, осуществляли забор периферической крови для определения концентрации адренокортикотропного гормона (АКТГ) и кортикостерона, показателей перекисного окисления липидов, каталазы, изучения лейкоцитарной формулы.

Результаты. Выявлены волнообразные достоверные изменения содержания АКТГ и кортикостерона в сыворотке крови в отдельные периоды облучения, более выраженные в группе экспозиции 2–5G. У животных этой группы к концу 3-го и 4-го месяцев облучения обнаружено достоверное снижение концентраций карбонилов, диеновых конъюгатов и кетодиенов, в группе 5G в 1-й, 2-й, 3-й месяцы воздействия волнообразно изменялась только концентрация карбонилов, а после 1-го и 4-го месяцев снижалась концентрация каталазы, что свидетельствует о нарушении баланса про- и антиоксидантной систем. Выявленные достоверные изменения процентного соотношения форменных элементов белой крови, особенно лимфоцитов, нейтрофилов и эозинофилов, свидетельствуют о неустойчивости иммунного статуса организма облучённых животных.

Ограничения исследования связаны с числом экспериментальных животных и режимов облучения.

Заключение. Полученные данные свидетельствуют о чувствительности исследованных систем организма животных к воздействию мультичастотных ЭМП, более выраженной в группе экспозиции 2–5G, отличающейся от группы 5G большим набором используемых частот и в два раза большей интенсивностью, и позволяют говорить о развитии адаптационно-компенсаторных изменений, которые при продолжении облучения могут привести к срыву адаптации.

Соблюдение этических стандартов. Получено положительное экспертное заключение локального этического комитета ФГБНУ «НИИ МТ» (протокол № 3 от 19.04.2023 г.).

Участие авторов:
Перов С.Ю. – концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;
Походзей Л.В. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных, написание текста, редактирование;
Пальцев Ю.П. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка данных, написание текста, редактирование;
Лифанова Р.З. – сбор и обработка данных, написание текста.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи и ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 30.07.2024 / Поступила после доработки: 18.09.2024 / Принята к печати: 03.12.2024 / Опубликована: 31.03.2025

1. Gajšek P. Public exposure to radio frequency electromagnetic fields. In: Markov M.S., ed. Mobile Communications and Public Health. Boca Raton, FL: CRC Press Taylor & Francis Group LLC; 2019: 47–63.

2. Походзей Л.В., Пальцев Ю.П. Критический анализ отечественных и зарубежных гигиенических регламентов ЭМП, создаваемых современными системами беспроводной связи и коммуникаций. Медицина труда и промышленная экология. 2023; 63(6): 397–405. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2023-63-6-397-405 https://elibrary.ru/vxfsxv

3. Перов С.Ю., Белая О.В. Электромагнитная обстановка, создаваемая базовыми станциями сотовой связи в пилотной зоне 5G. Гигиена и санитария. 2023; 102(6): 538–43. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-6-538-543 https://elibrary.ru/xutaxy

4. GSMA report. The Mobile Economy 2024. Available at: https://www.gsma.com/solutions-and-impact/connectivity-for-good/mobile-economy/wp-content/uploads/2024/02/260224-The-Mobile-Economy-2024.pdf

5. Taheri M., Roshanaei G., Ghaffari J., Rahimnejad S., Khosroshahi B.N., Aliabadi M., et al. The effect of Base Transceiver Station waves on some immunological and hematological factors in exposed persons. Hum. Antibodies. 2017; 25(1–2): 31–7. https://doi.org/10.3233/hab-160303

6. Pall M.L. Wi-Fi is an important threat to human health. Environ. Res. 2018; 164: 405–16. https://doi.org/10.1016/j.envres.2018.01.035

7. Vlasova I.I., Mikhalchik E.V., Gusev A.A., Balabushevich N.G., Gusev S.A., Kazarinov K.D. Extremely high-frequency electromagnetic radiation enhances neutrophil response to particulate agonists. Bioelectromagnetics. 2018; 39(2): 144–55. https://doi.org/10.1002/bem.22103

8. Казаринов К.Д., Щелконогов В.А., Чеканов А.В. Изучение чувствительности клеток крови человека к микроволновому излучению. Журнал радиоэлектроники. 2019; (8): 8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.8.10 https://elibrary.ru/fhbyxm

9. Israel M., Vangelova K., Tschobanoff P. Study of the secretion of melatonin and stress hormones in operators from broadcasting and TV stations exposed to radiofrequency (RF) electromagnetic radiation (EMR). In: Bioelectromagnetics: Current Concepts. NATO Security through Science. Series – B: Physics and Biophysics. Springer; 2006: 271–80. https://doi.org/10.1007/1-4020-4278-7_16

10. Hinrikus H., Koppel T., Lass J., Orru H., Roosipuu P., Bachmann M. Possible health effects on the human brain by various generations of mobile telecommunication: a review based estimation of 5G impact. Int. J. Radiat. Biol. 2022; 98(7): 1210–21. https://doi.org/10.1080/09553002.2022.2026516

11. Schuermann D., Mevissen M. Manmade electromagnetic fields and oxidative stress-biological effects and consequences for health. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22(7): 3772. https://doi.org/10.3390/ijms22073772

12. Кузьмина Л.П., Измерова Н.И., Хотулева А.Г., Цидильковская Э.С., Кислякова А.А., Мили Х. Влияние физических производственных факторов на иммунную систему. Медицина труда и промышленная экология. 2023; 63(11): 694–701. https://doi.org/10.31089/1026-9428-2023-63-11-694-701 https://elibrary.ru/hansax

13. Bouji M., Lecomte A., Hode Y., de Seze R., Villégier A.S. Effects of 900 MHz radiofrequency on corticosterone, emotional memory and neuroinflammation in middle-aged rats. Exp. Gerontol. 2012; 47(6): 444–51. https://doi.org/10.1016/j.exger.2012.03.015

14. Karadede B., Akdag M.Z., Kanay Z., Bozbiyik A. The effect of 900 MHz radiofrequency (RF) radiation on some hormonal and biochemical parameters in rabbits. J. Int. Dental. Med. Res. 2009; 2(3): 110–5.

15. Shahryar H.A., Lotfi A.R., Bahojb M., Karami A.R. Effects of electromagnetic Fields of cellular phone on cortisol and testosterone hormones rate in Syrian hamsters (Mesocricetus auratus). Int. J. Zool. Res. 2008; 4(4): 230–3. https://doi.org/10.3923/ijzr.2008.230.233

16. Koyu A., Gökalp O., Özgüner F., Cesur G., Mollaoglu H., Özer M.K., et al. The effects of subchronic 1800 MHz electromagnetic field exposure on the levels of TSH, T3, T4, cortisol and testosterone hormones. Genel. Tıp. Dergisi. 2005; 15(3): 101–5. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2005.03.006

17. Li M., Wang Y., Zhang Y., Zhou Z., Yu Z. Elevation of plasma corticosterone levels and hippocampal glucocorticoid receptor translocation in rats: a potential mechanism for cognition impairment following chronic low-power-density microwave exposure. J. Radiat. Res. 2008; 49(2): 163–70. https://doi.org/10.1269/jrr.07063

18. Adebayo E.A., Adeeyo A.O., Ogundiran M.A., Olabisi O. Bio-physical effects of radiofrequency electromagnetic radiation (RF-EMR) on blood parameters, spermatozoa, liver, kidney and heart of albino rats. J. King Saud Univ. – Sci. 2019; 31(4): 813–21. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2018.11.007

19. Амиров Д.Р., Тамимдаров Б.Ф., Шагеева А.Р. Клиническая гематология животных. Казань; 2020. https://elibrary.ru/obqjqo

20. Pompella A., Maellaro E., Casini A.F., Ferrali M., Ciccoli L., Comporti M. Measurement of lipid peroxidation in vivo: a comparison of different procedures. Lipids. 1987; 22(3): 206–11. https://doi.org/10.1007/BF02537304

21. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы. Лабораторное дело. 1988; (1): 16–9. https://elibrary.ru/sicxej

22. The R Project for Statistical Computing. Available at: https://R-project.org/

23. Пряхин Е.А., Аклеев А.В. Электромагнитные поля и биологические системы: стресс и адаптация. Челябинск: Полиграф-Мастер; 2011. https://elibrary.ru/qktyob

24. Pall M.L. Electromagnetic fields act via activation of voltage-gated calcium channels to produce beneficial or adverse effects. J. Cell. Mol. Med. 2013; 17(8): 958–65. https://doi.org/10.1111/jcmm.12088

25. Yao C., Zhao L., Peng R. The biological effects of electromagnetic exposure on immune cells and potential mechanisms. Electromagn. Biol. Med. 2022; 41(1): 108–17. https://doi.org/10.1080/15368378.2021.2001651

26. Перов С.Ю., Белая О.В., Кислякова А.А., Левченков Д.И. Состояние показателей прооксидантной и антиоксидантной систем крови крыс в процессе хронического облучения многочастотным электромагнитным полем от систем сотовой связи стандартов GSM, UMTS и LTE. Медицина труда и экология человека. 2023; (1): 139–50. https://doi.org/10.24412/2411-3794-2023-10111 https://elibrary.ru/rebovv

27. Перов С.Ю., Коньшина Т.А., Кислякова А.А. Колебательный характер окислительных процессов в крови крыс при хроническом многочастотном электромагнитном облучении от систем сотовой связи стандартов GSM, UMTS и LTE. Радиация и риск (Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра). 2023; 32(2): 88–95. https://doi.org/10.21870/0131-3878-2023-32-2-88-95 https://elibrary.ru/vklhod

28. Megha K., Deshmukh P.S., Banerjee B.D., Tripathi A.K., Ahmed R., Abegaonkar M.P. Low intensity microwave radiation induced oxidative stress, inflammatory response and DNA damage in rat brain. Neurotoxicology. 2015; 51: 158–65. https://doi.org/10.1016/j.neuro.2015.10.009

29. Gulati S., Kosik P., Durdik M., Skorvaga M., Jakl L., Markova E., et al. Effects of different mobile phone UMTS signals on DNA, apoptosis and oxidative stress in human lymphocytes. Environ. Pollut. 2020; 267: 115632. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115632

30. Sharma S., Shukla S. Effect of electromagnetic radiation on redox status, acetylcholine esterase activity and cellular damage contributing to the diminution of the brain working memory in rats. J. Chem. Neuroanat. 2020; 106: 101784. https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2020.101784

31. Asl J.F., Goudarzi M., Shoghi H. The radio-protective effect of rosmarinic acid against mobile phone and Wi-Fi radiation-induced oxidative stress in the brains of rats. Pharmacol. Rep. 2020; 72(4): 857–66. https://doi.org/10.1007/s43440-020-00063-9

32. Dasdag S., Akdag M.Z. The link between radiofrequencies emitted from wireless technologies and oxidative stress. J. Chem. Neuroanat. 2016; 75(Pt. B): 85–93. https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2015.09.001

33. Перов С.Ю., Орлова В.С., Лифанова Р.З., Кислякова А.А. Отдаленные эффекты хронического воздействия электромагнитных полей базовых станций систем сотовой связи на гемопоэз крыс. Радиационная биология. Радиоэкология. 2022; 62(1): 70–4. https://doi.org/10.31857/S086980312201012X https://elibrary.ru/oszuqx