Биологические эффекты действия электромагнитного излучения на ионные потоки

Одна из важных областей клеточных исследований включает в себя изучение системы клеточных сигналов, как внешних (такие как цитокины, нейротрансмиттеры и гормоны), так и внутренних, которые могут быть получены, например, путем активации внутриклеточного сигнального каскада.

Ионы кальция Ca²⁺ играют важную роль во внешних и внутренних сигналах в клетке. Внутриклеточный кальций регулирует клеточные белки, участвующие во внутриклеточных сигнальных каскадах и в клеточном гомеостазе [57]. Известно, что кальций также регулирует такие процессы, как клеточное деление, дифференцировку, экзоцитоз и дифференциальную транскрипцию генов. Стимуляция внешними сигналами, к примеру гормонами или нейротрансмиттерами, приводит к внутриклеточной осцилляции Ca²+ во многих типах клеток. Они могут распространяться через межклеточные щели и координировать активность группы клеток [57]. Временное увеличение внутриклеточной концентрации ионов калия, т.н. кальциевые «шипы», наиболее выражено в нервных и мышечных клетках и инициирует сокращение клетки.

Ранние исследования, подробно проанализированные в обзоре [36], позволили выявить, что очень низкие уровни ЭМП, слишком слабые для нагрева ткани, увеличивали отток кальция из изолированных полушарий головного мозга. Этот отток оценивался путем измерения движения радиомеченых ионов кальция in vitro [58-60, 101, 102] и in vivo [34]. Однако, попытки других авторов подтвердить предыдущие результаты не увенчались успехом. В работе [247] при облучении мозга крысы in vitro с частотой 1 ГГц, пульсирующей при 16 или 32 Гц, эффекта излучения на отток кальция не наблюдалось. Попытка повторения аналогичного эксперимента на ткани мозга курицы [38], которые были помещены в оксигенированный раствор, а следовательно, оставались жизнеспособными, также не привела к позитивному результатов. Таким образом, учитывая противоречивость полученных результатов, надежная их интерпретация, а тем более экстраполирование на организм человека, достаточно проблематичны.

Ранее было показано, что ЭМП низкой интенсивности вызывали прохождение ионов калия и натрия сквозь мембрану эритроцитов по градиенту концентрации [33]. Схожие эффекты микроволнового облучения наблюдались и в других типах клеток, к примеру в клетках мыши [12] и в бактериях [146]. В работах [238, 244, 249] было показано, что слабое ЭМИ приводит к изменению проницаемости мембран буккального эпителия человека для витальных красителей (индигокармина и трипанового синего), которое является обратимым [192].

Опубликовано несколько сообщений о воздействии РЧ излучения на щелевые контакты. Щелевые контакты представляют собой скопление каналов, образованных белками-коннексинами, посредством которых происходит перенос ионов и небольших молекул между соседними клетками. Дефект в системе межклеточной коммуникации является важным событием в течение многоступенчатого процесса канцерогенеза, и рассматривается в качестве одного из негенотоксичных механизмов канцерогенеза. Таким образом, щелевые контакты могут быть использованы как биомаркер для оценки возможного влияния РЧ излучения на физиологическое состояние биосистемы. Результаты работы [282] показали, что щелевые контакты эпителиальных клеток хрусталика кролика ингибируются в зависимости от дозы РЧ излучения. Тем не менее, в работе [79] подобного эффекта ЭМИ на щелевые контакты выявлено не было.

1.1.3.