Д.В. Гурьев¹, Н.М. Сметанина², С.М. Роднева³, А.А. Цишнатти4, Д.В. Молодцова5,  Ю.А. Федотов6, А.С. Дмитриев7, А.А. Артамонов8

1–6 ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России (Москва, Россия)

7 Институт радиотехники и электроники им В. А. Котельникова РАН (Москва, Россия).

8 ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Развитие современной электроники, средств коммуникаций, высокотехнологического производства и других технологий приводит к значительному повышению интенсивности микроволнового электромагнитного излучения. В данной статье рассматривается проблема регистрации (в том числе биологического детектирования) и защиты от микроволнового электромагнитного излучения.

Цель работы – рассмотрение способа интегральной биологической и инструментальной регистрации интенсивности микроволнового электромагнитного излучения и оценка способа защиты с использованием пассивного мультичастотного генераторапереизлучателя с радиоголографической антенной (торговая марка EQVILUM).

Результаты. На культуре фибробластов легкого человека (линия MRC5) были проведены серии экспериментов по определению в них количества двунитевых разрывов (ДР) ДНК по фокусам белков репарации γH2AX, оценке пролиферативной активности и клоногенной способности после 3-часового воздействия микроволнового электромагнитного излучения с частотой излучения 1200 МГц как с экранированием, так и без него. В результате проведенных исследований в экспериментальных клетках не выявлены изменения по уровню ДР ДНК, однако наблюдали снижение клоногенной способности облученных без защиты клеток на фоне их высокой пролиферативной активности. Механизмы формирования наблюдаемых клеточных эффектов неясны, и, возможно, они могут быть связаны как с изменением метаболизма облученных клеток, так и с запуском определенных триггерных механизмов, инициированных электромагнитным излучением.

Практическая значимость. Данное исследование позволило выявить эффективные способы интегральной оценки биологического действия микроволнового электромагнитного излучения, а также способы защиты от него. Плёночная микросхема – автономный модуль пассивного мультичастотного генератора-переизлучателя с радиоголографической антенной (торговая марка EQVILUM) показала свою высокую эффективность в защите от техногенного микроволнового электромагнитного излучения и может быть рекомендована как дополнительное средство эффективной защиты.

Гурьев Д.В., Сметанина Н.М., Роднева С.М., Цишнатти А.А., Молодцова Д.В., Федотов Ю.А., Дмитриев А.С., Артамонов А.А. Биологическое действие микроволнового электромагнитного излучения: способы регистрации и защиты // Биомедицинская радиоэлектроника. 2021. T. 24. № 2. С. 21−29. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604136-202102-03

1. Зубарев Ю.Б. Мобильный телефон и здоровье: Монография. М.: Библио-Глобус. 2019. 234 с. DOI: 10.18334/9785907063312
2. Puck T.T., Marcus P.I., Cieciura S.J. Clonal growth of mammalian cells in vitro: growth characteristics of colonies from single HeLa cells with and without a" feeder" layer // The Journal of experimental medicine. 1956. V. 103. № 2. P. 273–284.
3. Rafehi H., Orlowski C., Georgiadis G.T., Ververis K., El-Osta A., Karagiannis T.C. Clonogenic assay: adherent cells // Journal of Visualized Experiments. 2011. № 49. P. e2573. DOI:10.3791/2573.
4. Грехова А.К., Пустовалова М.В., Ерёмин П.С., Яшкина Е.И., Осипов А.Н. Проблема анализа пострадиационных изменений количества фокусов γН2AX в асинхронной клеточной популяции // Радиационная биология. Радиоэкология. 2018. Т. 58. № 5. С. 484–489. DOI: 10.1134/S0869803118050077.
5. Дмитриев А.С., Ицков В.В., Рыжов А.И., Григорьев О.А. Экспериментальная апробация персонального дозиметра микроволнового         электромагнитного              излучения              «Мера»   //              Журнал радиоэлектроники.               2020.       №            7.         DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2020.7.7
6. Дмитриев А.С., Ицков В.В., Рыжов А.И., Уваров А.В. Микроволновая электромагнитная дозиметрия персонального экологического пространства // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 1. С. 85–99. DOI: 10.25210/jfop-2001-085099
7. de Pomerai D., Daniells C., David H., Allan J., Duce I., Mutwakil M., Candido P. Non-thermal heat-shock response to microwaves // Nature. 2000. V. 405. № 6785. P. 417–418. DOI: https://doi.org/10.1038/35013144
8. Czyz J., Guan K., Zeng Q., Nikolova T., Meister A., Schönborn F., Wobus A.M. High frequency electromagnetic fields (GSM signals) affect gene expression levels in tumor suppressor p53-deficient embryonic stem cells // Bioelectromagnetics: Journal of the Bioelectromagnetics Society, The Society for Physical Regulation in Biology and Medicine, The European Bioelectromagnetics Association. 2004. V. 25. №. 4. P. 296–307. DOI: https://doi.org/10.1002/bem.10199
9. Leszczynski D., Joenväärä S., Reivinen J., Kuokka R. Non-thermal activation of the hsp27/p38MAPK stress pathway by mobile phone radiation in human endothelial cells: molecular mechanism for cancer-and blood-brain barrier-related effects // Differentiation. 2002. V. 70. № 2-3. P. 120–129. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1432-0436.2002.700207.x
10. De Iuliis G.N., Newey R.J., King B.V., Aitken R.J. Mobile phone radiation induces reactive oxygen species production and DNA damage in human spermatozoa in vitro // PloS one. 2009. V. 4. № 7. P. e6446. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0006446
11. Friedman J., Kraus S., Hauptman Y., Schiff Y., Seger R. Mechanism of short-term ERK activation by electromagnetic fields at mobile phone frequencies // Biochemical Journal. 2007. V. 405. № 3. P. 559–568. DOI: https://doi.org/10.1042/BJ20061653
12. Diem E., Schwarz C., Adlkofer F., Jahn O., Rüdiger H. Non-thermal DNA breakage by mobile-phone radiation (1800 MHz) in human fibroblasts and in transformed GFSH-R17 rat granulosa cells in vitro // Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2005. V. 583. № 2. P. 178–183. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2005.03.006
13. Phillips J.L., Singh N.P., Lai H. Electromagnetic fields and DNA damage // Pathophysiology. 2009. V. 16. № 2…3. P. 79–88. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pathophys.2008.11.005
14. Markovà E., Malmgren L.O.G., Belyaev I.Y. Microwaves from mobile phones inhibit 53BP1 focus formation in human stem cells more strongly than in differentiated cells: possible mechanistic link to cancer risk // Environmental health perspectives. 2010.  V. 118. №. 3. P. 394–399. DOI: https://doi.org/10.1289/ehp.0900781
15. Belyaev I.Y., Hillert L., Protopopova M., Tamm C., Malmgren L.O., Persson B.R., Harms-Ringdahl M. 915 MHz microwaves and 50 Hz magnetic field affect chromatin conformation and 53BP1 foci in human lymphocytes from hypersensitive and healthy persons // Bioelectromagnetics. 2005. V. 26. № 3. P. 173–184. DOI: https://doi.org/10.1002/bem.20103