Корзина
26 отзывов
  • KaZa
  • Статьи
  • Изучение влияния электромагнитного излучения (ЭМИ) от мобильных телефонов на центральную нервную систему (ЦНС) .

Изучение влияния электромагнитного излучения (ЭМИ) от мобильных телефонов на центральную нервную систему (ЦНС) .

12.04.21

Билал С.К.М., Афифи О.К.,  Афифи А.А.

Международный журнал радиационных исследований · Ноябрь 2020 г.

Вступление

Изучение влияния электромагнитного излучения (ЭМИ) от мобильных телефонов на центральную нервную систему (ЦНС) стало особо актуально из-за непосредственной его близости к мозгу [1]. В нескольких исследованиях описано значительное влияние ЭМИ на фазы сна и когнитивные функции [2, 3]. Электроэнцефалография (ЭЭГ) и исследование регионарного церебрального кровотока, которые используют для изучения функционирования мозга, показали изменения, возникающие при воздействии радиочастотных излучений [4]. Более того, сообщалось, что с использованием мобильных телефонов могут быть связаны кратковременная потеря памяти и другие когнитивные нарушения [5], а также наблюдалась связь между воздействием ЭМИ и развитием рака [6]. Другое исследование показывает, что ЭМИ могут вызывать поведенческие изменения, которое проявляется в снижении двигательной активности, интенсивной реакции груминга (ухода за шерстью) и замирание. В общем, воздействие ЭМИ может пагубно воздействуют на организм в  зависимости от его частоты и мощности [7]. Аналоговые телефоны использовали диапазон частот 400–450 МГц, а цифровые мобильные телефоны используют частоты от 850–900 МГц до 1850–1990 МГц [8]. Более высокие частоты соответствуют более интенсивному ЭМИ [9]. Было обнаружено, что излучение от мобильных телефонов частотой 900 МГц не влияет на маркер p53 апоптоза (примечание переводчика: p53 - белок, подавляющий развитие рака, апоптоз – запрограммированная гибель клеток) [10]. Кроме того, в результате повышенного воздействия ЭМИ возникают побочные реакции, включая повреждение нейронов головного мозга, мутации ДНК, нарушение проницаемости гематоэнцефалического барьера, и, вероятно, развитие опухолей [11].

Точный механизм нейротоксичного влияния ЭМИ не доказан. Было обнаружено, что излучение мобильного телефона может усилить фосфорилирование и активацию белка теплового шока -27 [hsp27]. Активация hsp27 вызывает развитие рака мозга, подавляя цитохром-каспазу-3 в запуске каскада реакций, ведущих к апоптозу и повышая проницаемость гемато-энцефалического барьера за счет стабилизации стрессовых волокон эндотелиальных клеток [12]. Кроме того, ЭМИ вызывает окислительный стресс, который вызывает апоптоз. Сигнал к апоптозу, возможно, образуется в результате перекисного окисления липидов, так как излучение воздействует на клеточные мембраны [13]. Влияние ЭМИ также может вызывать окислительный стресс за счет запуска свободных радикалов [14].

Гранат, Punicagranatum L. [Punicaceae] – это кустарник, растущий в Средиземноморском регионе и является выходцем из региона Аль-Таиф [15]. Экстракт плодов граната, его кожуры или листьев обладают мощным антиоксидантым эффектом и анти-липопероксидантную активность [16]. Кроме того, он проявляет антиоксидантную активность в сочетании с радиозащитным эффектом от ионизирующего излучения и антифибротическими свойствами [17]. Средства, полученные из граната имели положительное влияние на лечение и профилактику различных заболеваний, таких как рак, сердечно-сосудистых заболеваний, неврологических расстройств, диабета, воспаления толстой кишки и других заболеваний [18, 19]. Экстракт граната не имеет побочных эффектов, не взаимодействует с другими лекарственными препаратами; поэтому он считается самым мощным средством предотвращения рака [20], укрепления иммунной системы; защищает сердце [21], способствует заживлению ран и укреплению соединительной ткани (которая способна удерживать распространение раковых клеток) [22]. Также была исследована его защитная роль на примере тучных людей с ожирением печени, у которых улучшился липидный обмен [23]. Антиоксидантная активность гранатового сока в три раза выше, чем у красного вина или зеленого чай [24]. Клинические исследования показали, что гранатовый сок обладает более высокой антиоксидантной способностью, по сравнению с яблочным соком [25]. Безопасность граната и его составляющих, изученные экспериментально и клинически, не выявили токсического воздействия на органы тела, включая сердце, печень и почки [26]. В эксперименте, употребление матерью гранатового сока с питьевой водой, защищало от гипоксической травмы головного мозга новорожденного [27]. Кроме того, экстракт граната показал нейропротекторные эффекты при болезни Альцгеймера и депрессии [28]. Он необходим для многих важных функций ЦНС: взаимодействия нейронов и астроцитов, межклеточных контактов, настройка промежуточных филаментов во время митоза и восстановление ЦНС после травмы [29]. Гранаты содержат очень высокий уровень антиоксидантных вещества по сравнению с другими фрукты и овощами. Не смотря на то, что многие исследования предполагают, что сотовые телефоны изменяют функциональную активность ЦНС, особенно память и когнитивные функции, только несколько исследований показали изменения, происходящие на тканевом уровне в коре головного мозга, в мозжечке. Более того, до сих пор не существует специальной защиты от излучения от мобильных телефонов. Таким образом, в настоящем исследовании проводится оценка гистологических и иммуногистохимических (GFAP- Глиальный фибриллярный кислый белок) изменений при воздействии ЭМИ разного уровня на кору головного мозга и мозжечок у взрослых крыс. Исследование было проведено с целью определения возможной защитной роли экстракта кожуры граната, как обычного местного фрукта в регионе Аль-Таиф.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Животные

Тридцать взрослых самцов крыс линии Spraque-Dawley (возраст 8 недель, вес - 150–200 г) были помещены в одинаковые условия в чистые, хорошо проветриваемые клетки. Исследование проводилось в соответствии с руководящими принципами ухода за животными и согласно Комитету по использованию Национального исследовательского центра. У крыс был свободный доступ к лабораторно сбалансированной еде с достаточным запасом воды. Крысы были случайным образом разделены на пять групп (по 6 крыс в каждой);

·      I группа – контрольная - подразделялась на 2 равные подгруппы по 3 животных в каждой.

o   Подгруппа Ia, в которой каждая крыса содержалась в камере ЭМИ по 60 минут в день на протяжение 60 дней (два месяца) в одинаковых условиях окружающей среды без воздействия ЭМИ.

o   Подгруппа Ib, в которой каждой крысе давали экстракт кожуры граната (500 мг / кг) перорально в виде водного раствора 1 раз в сутки внутрь на протяжении двух месяцев [15].

·      В группу ЭМИ вошли II группа, в которой крыс подвергали излучению частотой 900 МГц, и III группа, в которой крысы подвергали излучению частотой 1800 МГц в течение двух месяцев.

·      IV группа - крысы подвергались воздействию частоты 900 МГц с одновременным использованием экстракта кожуры граната (500 мг / кг) перорально в водном растворе однократно в сутки в течение двух месяцев.

·      Крысы V группы подвергались воздействию 1800 МГц с одновременным пероральным введением экстракта кожуры граната (500 мг / кг) в виде водного раствора 1 раз в сутки в течение двух месяцев.

Техника облучения

Животные II и III групп подвергались действию ЭМП, излучаемых мобильными телефонами. Группу II облучали одним мобильным телефоном (900 МГц); в то время, как группу III – воздействию одновременно двух мобильных телефонов (1800 МГц). Каждую крысу облучали по 60 минут в день в течение 60 дней с 8:00 до 12:00 часов. При воздействии ЭМП пластиковые клетки были расположены по кругу, а мобильные телефоны находились в центре [30].

Приготовление экстракта кожуры граната

Использовались свежие зрелые фрукты Punicagranatum L. (Punicaceae) Таксономическую принадлежность растения опредиляли на кафедре биологии Научного колледжа Университета Таифа. Для приготовления экстракта кожуру снимали и высушивали в тени на протяжении 10 дней до измельчения. Измельченный материал (50 г) встряхивали в 500 мл абсолютного метанола в течение 24 часов при комнатной температуре, с последующей фильтрацией через четыре слоя марли. Фильтрат центрифугировали при 8000 об / мин на протяжении 15 мин. Собирали прозрачный супернатант, а затем метанол упаривали в роторном испарителе при температуре 45°C при пониженном давлении. Изготовленный экстракт (23,5%, от массы порошка) сохраняли при температуре 20°C для дальнейшего использования. Экстракт кожуры граната (500 мг / кг) вводили перорально в виде вводного раствора 1 раз в сутки [31].

Гистопатологическая оценка

В нужное время животным вводили наркоз с помощью ингаляции эфиром и перфузировали раствором 4% параформальдегида на 0.1 М фосфатном буфере, содержащем 2,5% раствор глутарового альдегида. Затем они были обезглавлены острыми изогнутыми ножницами, мозг был удален путем рассечения костей черепа сзади тупыми щипцами, начиная от позвоночного канала до лобной кости. Мозг выдержывали в формалине в течение двадцати четырех часов; каждый мозг с помощью острого лезвия разделяли по сагиттальной плоскости на правое и левое полушария. Фронтальная кора и ткани мозжечка были вырезаны и обработаны для гистопатологического и иммуногистохимического исследования [32].

Иммуногистохимия

Для исследования иммуноокрашивающей активности GFAP использовали парафиновые срезы толщиной 4 мкм с использованием метода стрептавидин/биотин иммунопероксидазы. Срезы были помещены на предварительно обработанные слайды с органосилановым покрытием, были депарафинизированные и регидратированы. Эндогенная активность пероксидазы была заблокирована с помощью 0,05% перекиси водорода в абсолютном метаноле в течение 30 минут, после чего срезы трижды промывали в фосфатном буферном солевом растворе (БСР). Выделение антигена осуществляли путем его нагревания в цитратном буфере (pH 6) в микроволновой печи (4 минуты при высоком давлении, затем 4 при низком давлении). Неспецифическое связывание первичных антител было предотвращено преинкубацией в растворе 1-5% нормального альбумина бычьей сыворотки, растворенного в БСР в течение 30 минут при 37oC. Позже срезы инкубировали с оптимально разведенных растворах моноклональных мышиных антител к GFAP (фирмы Dako N-series Ready; 1r антитела). Предметные стекла промывали в БСР и инкубировали с вторичными антителами (лошадиными анти-мышиными). После этого иммуноокрашивание было усилено и дополнено комплексом пероксидазы хрена (Dako REALTMEn Vision TM / HRP, Mouse ENV) в течение 30 минут. Срезы были разработаны и визуализированы с помощью 3,3-диаминобензидина (DAB Chromogen). Срезы окрашивали гематоксилином Мэй, осушали, очищали в ксилоле и фиксировали. Отрицательный контроль выполняли с использованием БСР вместо первичного антитела для проверки специфичности иммуноокрашивания. Срезы были изучены под световым микроскопом Olympus, который был оснащен цифровой камерой с фотомикрографической системой. Более того, реакции считались положительными, если появлялась темно-коричневая окраска цитоплазмы [32].

РЕЗУЛЬТАТЫ

Результаты исследования коры головного мозга

Гистологические результаты

Микроскопическое исследование окрашенных срезов, полученных из коры головного мозга крыс контрольной группы всех необлученных и крыс,  получавших экстракт кожуры граната, были аналогичными. Препараты выявили хорошо известную нормальную гистологическую структуру, специфичную для коры головного мозга. Они показали, что кора головного мозга состоит из шести слоев, объединенные снаружи внутрь друг с другом и не сильно разграничены (рисунок 1A). В структуре всех слоев преобладали пирамидные клетки, зернистые клетки и нейроглия. Пирамидные клетки имели пирамидальную форму и содержали ядра, базофильную цитоплазму, и длинные апикальные дендриты. Гранулярные клетки - маленькие многоугольные клетки с открытыми ядрами и выступающими ядрышками. Нейроглия, представляющая собой петлистую сеть, образованная аксонами, дендритами и отростками клеток глии, выглядит как розовато-окрашенный фон (рисунок 1Б).

Исследование окрашенных гематоксилином и эозином срезов, полученных от животных, подвергшихся воздействию 900 МГц (группа II) выявили очаговые изменения во всех слоях коры головного мозга по сравнению с контрольной группой. Большинство нервных клеток сморщились  и потеряли отростки и периклеточные ореолы. Кровеносные сосуды были расширены больше, чем у контрольной группы. Пирамидные клетки пострадали больше, поскольку они потеряли свои процессы и приобрел неправильную форму (рисунок 1С). Животные III группы, подвергавшиеся более высокому уровню облучения ЭМИ (1800 МГц) показали более серьезные дегенеративные изменения нервных клеток и вакуолизация нейроглии во всех слоях вместе с расширением и закупоркой многих кровеносных сосудов. Что касается пирамидальных клеток, то они были более или менее пирамидальной формы, но у них глубоко окрасились ядра. Большинство гранулярных клеток были переполнены и окружены темными пятнами нейроглиальных клеток. Обе клетки имели периклеточные ореолы, были окружены вакуолизированной нейроглией (рисунок 1D) .

Исследование окрашенных образцов коры головного мозга, полученных от животных, получавших экстракт кожуры граната, одновременно с облучением частотой 900 МГц показала улучшение состояние нервных клеток во многих участках (рисунок 1Н). Вакуолизация вокруг клеток и нейроглии уменьшились, кровеносные сосуды были более расширенными, по сравнению с контрольной группой; однако менее расширены, чем у животных, подвергшихся воздействию 900 МГц. Большинство гранулярных клеток, в отличие от контрольной группы, имели открытые ядра и более заметные ядрышки; в то время как отдельные клетки сокращались и имели темнее окрашенные ядра. Между нормальными гранулярными клетками кое-где обнаруживались пораженные пирамидные клетки. Они были сморщены, имели темноокрашенные ядра и были окружены периклеточными ореолами (рисунок 1E). Изучение образцов, полученных от животных, получавших экстракт кожуры граната одновременно с облучением в 1800 МГц, показала расширенные и переполненные кровеносные сосуды; однако в них была меньше выражена вакуолизация, по сравнению с соответствующей группой без защиты (группа III). Большинство гранулярных клеток были почти нормальными - с открытым ядрами и выраженными ядрышками, в то время как пирамидальные клетки при их нормальной форме, имели темные ядра и были окружены периклеточными ореолами (рисунок 1F).

Иммуно-гистологические результаты

Что касается иммунореактивности GFAP, было обнаружено, что образцы срезов коры головного мозга контрольной группы показали положительную иммунореакцию в виде тонких и прямых окрашенных в коричневый цвет волокон в астроцитах (рисунок 3А). Исследование животных группы II (экспозиция 900 МГц) показала явное увеличение иммуноокрашивающей активности GFAP астроцитов, глиальных волокон. Эти волокна были извилистыми и более интенсивно окрашены. В группе III (экспозиция 1800 МГц) GFAP иммунореактивность была более увеличена в астроцитах по сравнению с предыдущей группой (рисунок 3B). По сравнению с группой II, исследование иммунореактивности у животных группы IV, показали явное снижение количества белка и интенсивности GFAP иммунореактивности в астроцитах. В сравнении с группой III, иммунореактивность GFAP срезов от животных V группы была ниже (рисунок 3C). Однако, не отличалось от контрольной группы.

 

Рисунок 1. Микрофотографии срезов коры головного мозга взрослой крысы:

[A] срез контрольного животного, показывающий: общую гистологическую структуру коры головного мозга, мягкую мозговую оболочку [стрелка], молекулярный слой [1], внешний зернистый слой [2], внешний пирамидальный слой [3], внутренний гранулярный слой [4], внутренний пирамидальный слой [5] и полиморфный слой [6]

[B] срез контрольного животного, показывающий: пирамидную клетку [P] и гранулярную клетку [G] с бледным ядром и нейроглия [N] с плотными ядрами

 [C] подвергается воздействию электромагнитного поля 900 МГц, демонстрирует: сморщенную неправильной формы пирамидную  клетку с потерей отростков [P]. Обратите внимание на перицеллюлярную и периваскулярную вакуолизацию

[D] подвергается воздействию электромагнитного поля 1800 МГц, демонстрирует: пирамидные клетки с глубоко окрашенными ядрами и околеклеточными ореолами [P], площадь скопления с гранулярными клетками [G], окруженными темноокрашенными нейроглиальными клетками [N]

[E] использование экстракта кожуры граната, одновременно с воздействием электромагнитного поля, 900 MHZ, демонстрирует много гранулярных клеток [G1] с ядрами и выраженные ядрышки, и некоторые из них сморщенные [G2] с темными ядрами. Пирамидные клетки сморщены [P], и окружены периклеточными ореолами

[F] использование экстракта кожуры граната, одновременно с воздействием электромагнитного поля, 1800 МГц, демонстрирует пирамидные клетки [P] с темными ядрами среди гранулярных клеток [G] почти, как в контрольной группе. Обратите внимание на периклеточные ореолы вокруг пирамидных клеток .

Результаты исследования образцов мозжечка

Гистологические результаты

Окрашенные срезы коры мозжечка животных контрольной группы (подгрупп а и б) показали хорошо известный нормальный гистологическую организацию. Определялись три отдельных слоя снаружи внутрь: молекулярный слой, слой клеток Пуркинье и слой зернистых клеток. Зернистые клетки были одинаковой толщины по всей длине (рисунок 2А). Клетки Пуркинье располагались в один ряд между молекулярным и гранулярным  слоями. Тела клеток были большими грушевидными с центрально расположенными везикулярными ядрами с видимыми ядрышками. Гранулярный слой состоял из плотно упакованных многочисленных мелких гранулярных клеток с темными сферическими ядрами (рисунок 2Б). Исследование срезов II группы, которых облучали ЭМИ частотой 900 МГц, выявил мультифокальное поражение нейронов, особенно зернистого и слоя клеток Пуркинье. Толщина зернистого слоя была неравномерной, очевидно, уменьшен в некоторых областях и увеличен в других (рисунок 2C). Однорядность слоя клеток Пуркинье была нарушена во многих областях: были обнаружено либо два их ряда или этот слой полностью исчезал. Некоторые участки сильно пострадали, что представлялось нарушенной архитектурой и наличием вакуолизированных участков в клетках Пуркинье и очень темных гранул клеток. Значительное количество участков были менее поражены, в них определялся однорядный слой клеток Пуркинье, окруженные ореолами. Однако некоторые из клеток были сморщенные и неправильной формы; в то время как немногие все еще сохраняли грушевидную форму (рисунок 2С).

Срезы мозжечка крыс, подвергнутых воздействию 1800 МГц (группа III) были серьезно поражены. Зернистый слой был ровным, но истончен по всей длине (рисунок 2D). Большинство клеток Пуркинье утратили свою структуру, были сморщены и имели неправильную форму с темной гомогенной эозинофильной цитоплазмой. Они были окружены вакуолизированной нейроглией (периневральные пространства) со скоплением нейроглиальных клеток вокруг некоторых из них. Что касается их ядер, в некоторых клетках определялись везикулярные ядра, в других – пикнотические (сморщенные) ядра, а в некоторых ядра совсем не определялись (кариолизис). Некоторые участки в срезах этой группы содержали многослойные аномально сморщенные клетки Пуркинье: некоторые из них содержали гомогенные ядра без ядерных деталей, другие - темные пикнотические ядра. Многочисленные вакуолизированные участки, связанные с повышенным содержанием ядер микроглии, наблюдались в молекулярном слое; в то время как в зернистом слое определялось много вакуолей и клеток с пикнотическими ядрами. Клетки нейроглии была вакуолизированны, и большинство клеток молекулярного слоя были окружены ореолой (рисунок 2D).

Рисунок 2. Микрофотографии срезов коры мозжечка взрослой крысы:

[A] срез контрольного животного, показывающий: молекулярный слой клеток [M], слой клеток Пуркинье [P] и слой гранулярных клеток. Обратите внимание на равномерную толщину слоя зернистых ячеек по всей его длине

[B] срез контрольного животного, показывающий: однорядный слой клеток Пуркинье грушевидной формы с центральными везикулярными ядрами и видимыми ядрышками [P] и плотно упакованные многочисленные гранулярные клетки с темными сферическими ядрами [G]. Обратите внимание на молекулярный слой [M] и ацидофильную нейроглию [N].

[C] воздействие электромагнитного поля, 900 МГц, показывает: однорядный слой клеток Пуркинье, некоторые из них искажены [P1] теряют свой отросток, а другие остаются грушевидными [P2]. Оба типа окружены перинуклеарными ободками

[D] воздействие электромагнитного поля с частотой 1800 МГц, показывающее: множество слоев неправильных, измененных клеток Пуркинье [P] между внешним молекулярным [M] и внутренним гранулярным  [G] слоями. Окружающая нейроглия сильно вакуолизирована, и многие нейроглиальные клетки [N] скапливаются вокруг клеток Пукинье. Некоторые клетки Пуркинье имеют гомогенные ядра без каких-либо ядерных деталей [P1] и у других - глубокие пикнотические ядра [P2]

[E] использование экстракта кожуры граната, одновременно с воздействием электромагнитного поля 900 МГц, на котором показаны: область с еще пораженными клетками Пуркинье [P]; поскольку они теряют свою функцию и окружены вакуолизированной нейроглией

 [F] использование экстракта кожуры граната одновременно с воздействием электромагнитного поля, 1800 МГц, показывает: некоторые из клеток Пуркинье все еще поражены, все еще находясь между менее пораженными клетками [P2]. Обратите внимание на вакуолизированую нейроглию [*], молекулярный [M] и гранулярный [G] слои более или менее как в контроле.

 

Исследование срезов, полученных от животных IV группы, которые получали экстракт кожуры граната с одновременным облучением ЭМИ в 900 МГц, показало улучшение состояния нервных клеток в большинстве участках по сравнению с группой II, которую облучали 900 МГц, но не давали экстракт граната. Все срезы показали однорядный слой клеток Пуркинье между молекулярным и зернистым слоями. Гранулярный слой был одинаковой толщины и приблизительно, как в контрольной группе (рисунок 2Е). Некоторые из клеток Пуркинье все же были поражены, поскольку они потеряли свою функциональность, были окружены небольшими участками вакуолизированной нейроглии (рисунок 2Е). Исследования срезов группы V, животных которой облучали 1800 MHz и давали экстракт кожуры граната, выявили однорядный слой клеток Пуркинье и ровный слой зернистых клеток (рисунок 2F). Среди большинства очевидно нормальных клеток с ядром, расположенным по центру, только небольшое количество клеток Пуркинье были поражены. Большинство клеток были окружены вакуолизированной нейроглией. Структура молекулярного и гранулярного слоев была похожа на структуру контрольной группы (рисунок 2F).

Иммуно-гистологические результаты

Результаты иммуно-гистохимических исследований срезов коры мозжечка контрольной группы показали положительную иммунореакцию GFAP в молекулярном и зернистом слоях коры мозжечка. Реакция проявлялась в виде тонких и ровных коричневых волокон в звездообразных астроцитах (рисунок 3D). Исследование мозжечка животных II группы (облучение 900 МГц) показало локальное увеличение количества и интенсивности GFAP иммунореакции в молекулярном слое и между зернистыми клетками. Глиальные волокна были извивистые и имели более интенсивное окрашивание по сравнению с контрольной группой. В группе III (облучение 1800 МГц) иммунореактивность GFAP была увеличена во всем молекулярном слое, а также между зернистыми клетками (рисунок 3E). По сравнению с группой II, иммунореактивность у животных группы IV, количество и интенсивность иммунореактивности GFAP были явно ниже, особенно в зернистом слое; однако он не такие, как в контрольной группе. Молекулярный слой показал видимо умеренную реакцию. По сравнению с группой III, GFAP иммунореактивных срезов животных V группы был меньше и стал приблизительно, как у животных контрольной группы (рисунок 3F).

Рисунок 3. Микрофотография срезов иммуноокрашивания GFAP в коре головного мозга и мозжечка взрослых крыс:

[A] кора головного мозга контрольного животного, показывающая: положительную иммунореакцию GFAP в виде тонких и прямых коричневых окрашенных волокон в астроцитах [стрелка] контрольных животных.;

[B] кора головного мозга животного, подвергшегося воздействию электромагнитного поля 1800 MГц показывает: более очевидное усиление реакции GFAP в астроцитах, чем в предыдущей группе;

[C] кора головного мозга животного, получавшего экстракт кожуры граната при воздействии 1800 МГц, демонстрирует: снижение реакции GFAP [стрелка]в сравнении с животными группы III 

[D] вид коры мозжечка контрольного животного; положительная реакция GFAP в молекулярном [M] и зернистом [G] слоях  в виде тонких и правильных коричневых волокон у контрольных животных. Обратите внимание на отрицательную реакцию в слое клеток Пуркинье [p];

[E] кора мозжечка животного, подвергшегося воздействию электромагнитного поля 1800 МГц показывает: более диффузное усиление реакции GFAP во всей области молекулярного слоя [M], а также между зернистыми клетками [G];

[F] кора мозжечка животного, принимающего экстракт кожуры граната с воздействием 1800 МГц, показывающая: уменьшение реакция GFAP становилась более или менее как у контрольных животных в молекулярном [M] и зернистом [G] слоях в виде тонких и прямых коричневых волокон. Обратите внимание также на отрицательную реакцию в слое клеток Пуркинье [P]  

 

ОБСУЖДЕНИЕ

Широкое распространение беспроводной мобильной связи вызвало опасения по поводу неблагоприятных влияний на мозг из-за его близости к электромагнитному полю (ЭМП), которое излучают мобильные телефоны при их использовании. Потенциально неблагоприятные последствия воздействия ЭМП на ЦНС человека все еще вызывает споры [33]; несмотря на то, что проводились многочисленные исследования в области эпидемиологии, клеточной биологии и токсикологии. В настоящем исследовании микроскопическое исследование окрашенных гематоксилином-эозином срезов головного мозга и мозжечка животных, которых облучали 900 МГц (группа II), показало очаговые дегенеративные изменения с нарушением архитектуры ткани. Эти результаты согласуются с несколькими исследованиями, в которых было обнаружено много побочных эффектов и развитие тяжелых дегенеративных изменений в тканях головного мозга человека и его структур, таких как мозжечка и гиппокампа, при использовании мобильного телефона [1, 34, 35]. При однократном облучении мозговой ткани крыс в поврежденных областях уровни холина и лактата были высокими в течение 12 месяцев [36]. Более того, значительно отличалось количество апоптотических клеток у облученных ЭМИ крыс по сравнению с контролем [37]. Эти изменения были объяснены гипотезой окислительного стресса. Повышенный оксидативный стресс приводил к усилению процесса апоптоза (запрограммированой гибели клеток) [38]. Однако антиоксидантная система организма вызывали различные реакции против окислительного стресса, вызванного активными формами кислорода [39,40]. Низкий уровень свободных радикалов может усилить систему антиоксидантной защиты посредством стимуляции экспрессии генов антиоксидантных ферментов; в то время как при высоких уровнях свободных радикалов система антиоксидантной защиты не срабатывает из-за окислительного повреждения [41]. Однако другое исследование показало, что воздействие ЭМИ не показало разницы в уровнях каталазы и глутатионпероксидазы в ткани мозга крыс. Эти противоречивые результаты могут быть связаны со временем выполнения и разницей в дозах [42].

Дегенеративные изменения в клетках после воздействия электромагнитных волн на головной мозг объясняли повышенную проницаемость гематоэнцефалического барьера (ГЭБ). ГЭБ действует как щит, который защищает мозг от многих вредных вещества, а его разрушение может объяснить повреждение мозговой ткани [43, 44]. Они являются определяющими в гибели нейронов и соответствуют некрозу нейронов, наблюдаемому на ранних стадиях ишемического, гипоксически-ишемического, гипогликемического и экситотоксического состояний. [45]. Исходя из этого, наиболее приемлемая теория повреждения головного мозга и мозжечка при воздействии мобильного телефона – это окислительное повреждение.

В этом исследовании у крыс, получавших экстракт кожуры граната, выявлена значительная защита мозга от повреждения, вызванного электромагнитным полем, излучаемым мобильными телефонами. Исследование образцов коры головного мозга и мозжечка животных, которым давали экстракт кожуры граната одновременно с облучением 900 МГц (низкая интенсивность), воздействие показало улучшение состояния нервных клеток во многих участках. Эти результаты соответствовали нескольким исследованиям, которые изучали гранат как нейропротектор и изучали полезные свойства веществ, которые он содержит, в том числе; полифенолы, флавоноиды, и дубильные вещества [30, 46].

Найдена корреляция между действием экстракта кожуры и сока граната и регулирующими жизненно важными клеточными функциями, в том числе клеточной пролиферацией и дифференцировкой [47, 48, 49]. Кроме того, было показано, что гранат влияет на множество защитных механизмов в условиях моделирования некоторых болезней, включая снижение агрегации липопротеинов низкой плотности, окислительный стресс, амилоидную нагрузку и улучшение когнитивного поведения [50, 51]. Полифенолы, содержащиеся в кожуре граната могут отвечать также за противовоспалительный и антиканцерогенный эффект экстракта кожуры [24,52]. Катехины (еще одно вещество, содержащееся в гранатовом соке) увеличивают уровень внутриклеточного глутатиона (GSH) и модулируют активность глутатионпероксидазы. Его истощение - первый индикатор окислительного стресса при нейродегенерации [53]. Пищевая добавка граната предотвратила снижение активности свободных радикалов и каталазы, которые значительно уменьшились при окислительном стрессе. Такой результат подтвердил, что нейропротекторные эффекты граната могут быть вызваны его антиоксидантой активностью [54]. Гранат способен улучшить активность Na+, K+-АТФ-ази с помощью многочисленных биоактивных соединений, таких как фенольные кислоты, флавоноиды, дубильные вещества, антоцианы, аскорбиновая кислота, эллаговая кислота, галловая кислота, фумаровая кислота, кофейная кислота, катехин, эпигаллокатехингаллат, кверцетин, рутин, и алкалоиды, которые выполняют множество функций, что делает гранат фармакологически сложным [53]. Уменьшение может происходить путем непосредственной нейтрализации активных форм кислорода, увеличения активности определенных антиоксидантных ферментов, вызывая активность хелатирующих металлы агентов и снижения сопротивления [54].

Эти результаты можно объяснить на примере глиальных клеток, которые чувствительны к электромагнитным волнам. Исследователи предложили, что астроциты представляют уникальную нейрогенную нишу и способствуют пролиферации нейронов и определяют их судьбу [55]. Более того, в ответ на повреждение центральной нервной системы, астроциты становятся реактивными и увеличивают свою экспрессию белков промежуточных филаментов глиального фибриллярного кислого белка (GFAP) [56]. Увеличение GFAP может также объяснить увеличение астроцитов, которые обеспечивают питание, необходимое для поврежденных нейронов. В других исследованиях описывалась популяция небольших клеток, которые были получены из астроцитов и, вероятно, функционировали как временный предшественник в образовании новых нейронов [57, 58].

Флавоноиды (основной компонент граната) ингибируют образование NO (оксида азота), IL-1b (интерлейкина) и TNF-a (туморнекротического фактора) в активированных клетках микроглии. Они подавляют iNOS (индуцибельную NO-синтазу) и экспрессию циклооксигеназы (ЦОГ-2), образование NO, высвобождение цитокинов и активацию НАДФH-оксидаза с последующим образованием активных форм кислорода в астроцитах и микроглии [59]. Они оказывают благоприятное влияние на сосудистую систему, вызывая изменения в цереброваскулярном кровотоке и способствуя ангиогенезу, нейрогенезу и изменяя морфологию нейронов [60].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы пришли к выводу, что экстракт кожуры граната обеспечил защиту от нейротоксических эффектов излучения мобильного телефона, как в коре головного мозга, так и в коре мозжечка в эксперименте на взрослых самцах крыс-альбиносов. Механизмы защиты могут быть связаны с его антиоксидантной активностью. Поскольку гранаты выращиваются в Таифе, рекомендуется особое внимание уделять гранату как важному природному средству антиоксидантной терапии при нейротоксичном воздействии мобильных телефонов. В дальнейшем могут потребоваться углубленные экспериментальные и клинические исследования для корректировки дозы и формы обработки граната, поскольку в этой работе все еще наблюдались умеренные дегенеративные изменения в некоторых клетках.
Другие статьи