Электромагнитное излучение радиочастотного диапазона: биологическое действие и гормезис

0 11

Резюме. Гормезис как общебиологический принцип имеет теоретическое обоснование для факторов природной среды обитания, поскольку к ним развивается адаптация. При двухфазной зависимости доза–эффект имеется оптимальный уровень воздействия, отклонение от которого в любую сторону неблагоприятно. Электромагнитное излучение является компонентом окружающей среды; его интенсивность, по-видимому, снижалась за время существования жизни на Земле. Имеются ограниченные эпидемиологические данные в пользу канцерогенного эффекта, однако в эпидемиологических исследованиях не исключены уклоны.

Заболеваемость опухолями центральной нервной системы (ЦНС) фактически не отреагировала на рост использования мобильных телефонов (МТ) с 1990-х годов. Умеренное повышение заболеваемости можно объяснить прогрессом методов визуализации. Эпидемиологические данные касаются техногенного излучения нетепловой интенсивности. В то же время отсутствуют сообщения о повышенном риске после ультравысокочастотной (УВЧ)-терапии тепловой интенсивности, которая широко использовалась в оториноларингологии с 1960-х годов. То есть, отсутствуют убедительные доказательства и теоретические соображения в пользу гипотезы, согласно которой электромагнитное излучение радиочастотного диапазона обладает повреждающим (до уровня термического повреждения) и канцерогенным действием.

Тема возможного неблагоприятного влияния электромагнитного излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ) сегодня актуальна (Carpenter D.O., 2010; Swerdlow A.J. et al., 2011; Щербак И.Б., 2011а; Федорова О.А., 2014). Наряду с обзором литературы в этой статье сделана попытка применить к ЭМИ РЧ концепцию гормезиса. Термин «гормезис» обозначает двухфазную зависимость доза–эффект; обычно имеются в виду благоприятные эффекты малых доз токсических факторов (Mattson M.P., Calabrese E.J., 2010). Гормезис как общебиологический принцип имеет теоретическое обоснование для компонентов природной среды обитания. В ходе эволюции развивается адаптация к факторам окружающей среды — к существующему сегодня уровню или к некоему среднему уровню прошлых времен. При двухфазной зависимости доза–эффект имеется оптимальный уровень воздействия, отклонение от которого в любую сторону неблагоприятно. Подобная зависимость известна для многих физических и химических факторов, микроэлементов и др. Уровень ЭМИ РЧ на земной поверхности, по-видимому, снижался за время существования жизни.

Известно, что радиоволны определенных частот поглощаются и отражаются ионосферой. Ионизированный кислород является одним из основных компонентов ионосферы. По аналогии с ультрафиолетовым излучением и озоновым слоем можно предположить, что накопление кислорода в атмосфере в результате фотосинтеза способствовало снижению фонового уровня ЭМИ РЧ. С учетом вариаций солнечной активности и атмосферного электричества адаптация живых организмов к ЭМИ РЧ должна была происходить в широких пределах. Известный нейрофизиолог Ю.А. Холодов (1982) отмечал, что «кроме электромагнитного загрязнения возможно и электромагнитное голодание биологических систем»; в его монографии приведены примеры положительных (гормезисных) эффектов ЭМИ РЧ. Например, воздействие ЭМИ РЧ с определенными характеристиками продлевает жизнь позвоночных и насекомых. Имеются экспериментальные подтверждения гормезисного действия ЭМИ РЧ на клеточные культуры и эмбриогенез in vivo (Perez F.P. et al., 2008; Tsybulin O. et al., 2012; Sun C. et al., 2016).

В шкале электромагнитных волн структурное повреждение живых тканей на единицу поглощенной энергии возрастает по мере повышения частоты, что представляется очевидным не только для ионизирующего и ультрафиолетового излучения, но и для инфракрасного и видимого света, которые поглощаются в поверхностных слоях тканей и могут вызвать ожог. При той же поглощенной энергии ЭМИ РЧ альтерации не вызовут, поскольку нагревают ткани более равномерно. Рrima facie, нет оснований ожидать от ЭМИ РЧ большего повреждающего действия, чем от инфракрасных лучей, которые широко распространены в природе и безвредны вплоть до уровня термического повреждения. Помимо излучения, тело может быть нагрето посредством теплопроводности, например от окружающего воздуха или воды. Сообщалось о повышении риска опухолей и нарушении репарации ДНК при частом перегреве профессионального или рекреационного характера (Tenkanen et al., 1985; Moulin J.J. et al., 1993; Bunin G.R. et al., 2006).

Однако в реальной жизни не происходит значительного нагрева живых тканей под действием ЭМИ РЧ. Имеющиеся доказательства генотоксического действия ЭМИ РЧ расцениваются как слабые (Verschaeve L. et al., 2010). Достоверность некоторых экспериментальных данных, например сообщений об эффектах малых доз ЭМИ РЧ при отсутствии четкой зависимости доза–­эффект, вызывает сомнение (Lerchl A. et al., 2015). Наконец, предложенная информационная теория взаимодействия сверхслабых ЭМИ РЧ с живым организмом (Пальцев Ю.П. и соавт., 2002) побуждает спросить, какую биологически значимую информацию несет осциллограмма в отсутствие специфической рецепции ЭМИ РЧ. Звуковое, зрительное или тактильное воздействие с теми же «информационными» характеристиками должно было бы обладать более сильным эффектом.

Согласно заключению Международного агентства по изучению рака (IARC), имеются ограниченные доказательства (limited evidence) канцерогенного действия ЭМИ РЧ, хотя в IARC есть мнение меньшинства о недостаточности имеющихся доказательств (Baan R. et al., 2011; IARC, 2013). «Limited evidence» означает, что причинно-следственная связь возможна, но другие интерпретации (случайность, уклон, мешающие факторы) полностью не исключены (Melnick R.L., 2018). В некоторых эпидемиологических исследованиях показано повышение риска глиомы, акустической невромы и других опухолей под действием ЭМИ РЧ (Carpenter D.O., 2010; Yang L. et al., 2012; Davis D.L. et al., 2013; Bhargav H. et al., 2015; Morgan L.L. et al., 2015; Carlberg M., Hardell L., 2017). В других исследованиях подобная связь не найдена или отмечено снижение риска (Muscat J.E. et al., 2000; Inskip P.D. et al., 2001; Schüz J. et al., 2006; INTERPHONE, 2010; Swerdlow A.J. et al., 2011; Alexiou G.A., Sioka C., 2015; Yoon S. et al., 2015; Momoli F. et al., 2017; Vila J. et al., 2018), что может быть связано как с уклонами (bias), так и с гормезисом. В частности, не получено данных о повышенном риске развития рака молочной железы от излучения микроволновых печей и МТ (Щербак И.Б., 2011б).

В крупном многоцентровом исследовании INTERPHONE не выявили связи между использованием МТ, повышением риска развития глиомы и менингиомы. В подгруппе с максимальной экспозицией такая связь расценивалась как возможная, но данные не могли быть однозначно интерпретированы; не исключался уклон (INTERPHONE, 2010; Grell K. et al., 2016). При ретроспективном анализе канадского сегмента данных INTERPHONE отмечено статистически достоверное повышение риска глиомы в верхнем квартиле пользователей МТ по сравнению с нерегулярными пользователями (p<0,05). Однако в международной совокупности данных INTERPHONE риск развития глиомы среди пользователей МТ оказался пониженным; небольшое повышение риска отмечено только в верхнем дециле пользователей МТ (Swerdlow A.J. et al., 2011; Momoli F. et al., 2017). Можно предположить, что суммарное время пользования МТ связано (или было связано в недалеком прошлом) с уровнем дохода (Schüz J. et al., 2006), который, в свою очередь, ассоциирован с качеством медицинского наблюдения и диагностики. Этот уклон может объяснить корреляцию доза–эффект.

В INTERPHONE и других исследованиях риск глиомы был выше на стороне преимущественного использования МТ (Inskip P.D. et al., 2010; INTERPHONE, 2010). Выраженность ипсилатерального эффекта в подгруппах с малой экспозицией свидетельствует в пользу ошибок памяти (recall bias): больные склонны преувеличивать использование МТ на стороне опухоли (Grell K. et al., 2016). Согласно информации Научного комитета по новым и вновь выявленным рискам для здоровья (SCENIHR) и Международной комиссии по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP), эпидемиологические исследования в целом не подтверждают повышения риска опухолей ЦНС в результате использования МТ (Swerdlow A.J. et al., 2011; SCENIHR, 2015). В эпидемиологических исследованиях не исключены уклоны: дозозависимый отбор и самоотбор, ошибки памяти и др. (Vrijheid M. et al., 2006), которые для ионизирующей радиации обсуждались ранее (Яргин С.В., 2017a). Как отмечалось выше, пользование МТ и эффективность диагностики могли зависеть от постороннего фактора — уровня дохода.

Действие механизмов канцерогенеза с участием ЭМИ РЧ считается недоказанным (Swerdlow A.J. et al., 2011; Simkó M. et al., 2016; Sienkiewicz Z. et al., 2017). Значительное число экспериментов in vivo высокого качественного уровня дали отрицательные результаты (SCENIHR, 2015; Sienkiewicz Z. et al., 2017). Результаты многих исследований in vitro также были негативными; причем качество исследований и эффекты ЭМИ РЧ на клеточном уровне, по-видимому, находились в обратной зависимости (Simkó M. et al., 2016). Хорошо известно такое явление, как publication bias: преимущественная публикация статей с положительными результатами. Если бы канцерогенный эффект ЭМИ РЧ от МТ был существенным, отмечался бы соответствующий рост заболеваемости опухолями ЦНС. Однако заболеваемость глиомой в США мало изменилась за период 1992–2008 гг., несмотря на значительный рост использования МТ (Inskip P.D. et al., 2010; Little M.P. et al., 2012). Умеренное повышение заболеваемости в некоторых странах и возрастных группах с 1975–1985 гг. не имело четкой временной связи с ростом использования МТ, что видно на графиках в статьях (Gittleman H.R. et al., 2015; Philips A. et al., 2018). Согласно IARC (2013), заболеваемость опухолями ЦНС не отреагировала на глобальный рост пользования МТ. Среди причин роста заболеваемости глиомой некоторые авторы называют облучение от компьютерной томографии и не исключают роли МТ (Philips A. et al., 2018). Представляется вероятным, что рост зарегистрированной заболеваемости обусловлен прогрессом технологий визуализации ЦНС и качества диагностики. Дальнейшая динамика заболеваемости должна прояснить проблему.

В недавних экспериментах в рамках Национальной токсикологической программы (NTP, 2018a; b) в США выявили повышенной риск глиом головного мозга и шванном сердца у самцов крыс под действием хронического облучения МТ. Однако продолжительность жизни почти во всех опытных группах самцов и в части групп самок была выше, чем в контроле, что можно объяснить явлением гормезиса. Вышеназванные опухоли не влияли на среднюю продолжительность жизни крыс. Очевидно, что продолжительность жизни лучше отражает суммарное вредное или полезное действие, чем частота определенных опухолей, связанных с возрастом и не влияющих на среднюю продолжительность жизни. Также отмечено, что у контрольных животных отсутствовали шванномы сердца и гиперплазия глии (Melnick R.L., 2018).

Статистически достоверное учащение шванном сердца у крыс под действием ЭМИ РЧ выявлено в недавнем эксперименте (Falcioni L. et al., 2018). Причиной различий между опытной и контрольной группами могло быть небольшое (как правило, менее 1 °C), но длительное повышение температуры тела крыс под действием ЭМИ РЧ (см. таблицы в NTP, 2018a; b). Это предположение согласуется с отрицательными результатами исследований канцерогенеза у мышей (NTP, 1999a; b), температура тела которых меньше изменяется под действием ЭМИ РЧ. Более выраженный эффект у самцов по сравнению с самками крыс также объясняли меньшими размерами и меньшим нагревом последних (Wyde M.E. et al., 2018). Более того, отсутствие значительного подъема температуры тела не исключает наличия повреждающих «горячих точек» вследствие локальных особенностей тканей и интерференции волн у неподвижных, спящих животных. Во всяком случае, суммарное время облучения крыс (9–19 ч/сут) было несравненно выше в экспериментах (Falcioni L. et al., 2018; NTP, 2018a; b), чем у пользователей МТ. Известно, что нагрев тканей при использовании МТ практически отсутствует, будучи несопоставимым с перепадами температур окружающего воздуха, инсоляцией и пр. Выше обсуждались риски, связанные с ЭМИ РЧ нетеплового уровня. В то же время УВЧ-терапия термальной интенсивности широко использовалась в оториноларингологии и других областях медицины у детей и взрослых с начала 1960-х годов (Николаевская В.П., 1966). Об учащении онкозаболеваний после УВЧ-терапии не сообщалось, хотя возможна избыточная экспозиция тканей головного мозга и глаза (Leitgeb N. et al., 2010).

Теоретически нетепловое воздействие ЭМИ РЧ определенных частот на функции ЦНС не исключено, поскольку в передаче нервных импульсов участвуют электрические потенциалы. Однако не всякое воздействие означает повреждение. Будучи компонентом природной среды, ЭМИ РЧ могут влиять на живые организмы подобно погоде. Транзиторные эффекты ЭМИ РЧ на функции ЦНС не расцениваются как вред для здоровья, хотя, например, фосфены нежелательны в условиях профессиональной деятельности (ICNIRP, 2010). Согласно данным метаанализа, возможно влияние ЭМИ РЧ на кратковременную память и внимание (Barth A. et al., 2008; Regel S.J., Achermann P., 2011), хотя существует мнение о недоказанности эффектов подобного рода (ICNIRP, 2010; Valentini E. et al., 2010). В то же время сообщалось о повышении работоспособности, редукции вегетативных, психоэмоциональных, когнитивных нарушений и других благоприятных эффектах транскраниальной магнитной и электрической стимуляции. Определенные эффекты транскраниальной стимуляции расцениваются как гормезисные (Giordano J. et al., 2017). В частности, высокочастотную транскраниальную магнитную стимуляцию использовали для лечения при депрессии и для преодоления никотиновой зависимости (Федорова О.А., 2013; Mutz J. et al., 2019).

Антропогенные ЭМП РЧ могут по интенсивности превосходить природные, в связи с чем появились термины «электромагнитный смог» и «электромагнитное загрязнение» (Кудряшов Ю.Б. и соавт., 1999; Григорьев Ю.Г., 2018a; б). Использование подобных терминов создает впечатление, что повышенный электромагнитный фон a priori связан с риском для здоровья. Более адекватным представляется сравнение с погодой (Белов Б.А. и соавт., 1995). Атмосферный ветер также может вызывать различные реакции, не оказывая при этом повреждающего действия. Нетепловое воздействие ЭМП РЧ на биологические системы расценивается как незначительное; его трудно соотнести с механизмами, имеющими значение для здоровья (ICNIRP, 1998; Jauchem J.R., 2008). Однако именно представления о нетепловом действии и кумуляции эффектов послужили основанием для различий предельно допустимых уровней для ЭМП РЧ между США и бывшим СССР, которые в 1970-е годы различались в 1000 раз (Давыдов Б.И. и соавт., 1984; Кудряшов Ю.Б. и соавт., 1999; Самойлов В.О. и соавт., 2011). По-видимому, кумуляция эффектов ЭМП РЧ не играет существенной роли (Давыдов Б.И. и соавт., 1984; SCENIHR, 2015); физиологические механизмы кумуляции неизвестны, если не считать катаракты при повторном нагреве хрусталика под действием высоких доз ЭМП РЧ (Суббота А.Г., 1970).

Некоторые экспериментальные данные о негативном влиянии ЭМИ РЧ на функции различных органов и систем впоследствии не были подтверждены (McRee D.I., 1979; Mitchell C.L. et al., 1989; Repacholi M. et al., 2011). Не все эксперименты были информативными (Яргин С.В., 2017б). Значительные международные различия величин предельно допустимых уровней сохраняются до настоящего времени (Григорьев Ю.Г., 2018a; б). Излишне строгие нормативы могут повредить экономике (Давыдов Б.И. и соавт., 1984). Меры, направленные на соблюдение законодательных норм, принесли бы больше пользы, чем чрезмерно строгие нормативы, которые будут нарушаться. Предлагаемый отказ от беспроводной связи в школах (Григорьев Ю.Г., 2018a) помешает не только получению информации и развитию навыков работы с оборудованием, но и адаптации к «электромагнитному ветру», в условиях которого людям молодого возраста предстоит жить и работать. Имеются данные в пользу индивидуальной адаптации к нетепловому действию ЭМИ РЧ: сглаживание реакций ЦНС и выработка устойчивости (Суббота А.Г., 1970). Тема адаптации к ЭМП РЧ требует дальнейших исследований.

В заключение отметим, что отсутствуют убедительные доказательства и теоретические соображения в пользу гипотезы, согласно которой ЭМИ РД обладает повреждающим (до уровня термического повреждения) и канцерогенным действием. Результаты эпидемиологических исследований важны, но следует учитывать возможность отклонений от объективности (уклонов) и мешающих факторов. Большой объем выборки не предохраняет от уклонов (Richardson D.B. et al., 2015). Средством решения проблемы могли бы стать широкомасштабные эксперименты на животных с регистрацией продолжительности жизни (Jargin S.V., 2017). Неинвазивные эксперименты такого рода этически приемлемы, отличаются простотой (не требуются контроль состояния животных, посмертные исследования, поиск определенных опухолей), позволяют объективно оценить зависимость доза–эффект.

Список использованной литературы

Вам так же будет интересно

Оставьте комментарий

Ваш email не будет опубликован

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.