Izpostavljenost radiofrekvenčnim elektromagnetnim valovom spreminja izražanje gena acetilholinesteraze ter raziskovalno vedenje in motorično koordinacijo pri

samcih podgan

Adejoke OlukayodeObajuluwaaAyodele JacobAkinyemi, Olakunle BamikoleAfolabibKhalidAdekoyacJoseph OlurotimiSanyadAzeez OlakunleIsholae    

https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2017.09.007

Poudarki

• Izpostavljenost WiFi je povzročila znatno povečanje stopnje tesnobe in vplivala na delovanje lokomotornega sistema

• Izpostavljenost WiFi je povzročila znatno zmanjšanje aktivnosti AChE pri podganah.

• Izpostavljenost WiFi pri podganah spremeni raven izražanja mRNA AChE

* * *

POVZETEK

Ljudje so v sodobni družbi izpostavljeni vedno večjemu številu elektromagnetnih polj (EMP), nekatere raziskave pa so pokazale, da lahko ti valovi spremenijo delovanje možganov, vendar mehanizem še vedno ni jasen. Zato je ta študija želela raziskati vpliv izpostavljenosti radiofrekvenčnim elektromagnetnim valovom (RF-EMP) v pasu 2,5 GHz na aktivnost acetilholinesteraze (AChE) v možganski skorji  in stopnjo izražanja mRNA ter lokomotorno funkcijo in vedenje, povezano z anksioznostjo pri samcih podgan.

Živali so bile razdeljene v štiri skupine, in sicer; skupina 1 je bila kontrolna (brez izpostavljenosti), skupine 2–4 so bile izpostavljene radiofrekvenčnim valovom 2,5 GHz iz nameščene naprave WI-FI v obdobju 4, 6 in 8 tednov.

Rezultati so pokazali, da je izpostavljenost WiFi povzročila znatno povečanje stopnje tesnobe in vplivala na delovanje lokomotornega sistema. Poleg tega je prišlo do občutnega zmanjšanja aktivnosti AChE ob sočasnem povečanju stopnje izražanja mRNA AChE pri podganah, izpostavljenih WiFi, v primerjavi s kontrolno skupino.

V zaključku so ti podatki pokazali, da lahko dolgotrajna izpostavljenost WiFi povzroči škodljive učinke, kot so nevrodegenerativne bolezni, kar opazimo z znatno spremembo izražanja gena AChE in nekaterimi nevrobehevioralnimi parametri, povezanimi s poškodbo možganov.

UVOD

Uporaba brezžičnih tehnologij, kot so komunikacijske naprave Wireless Fidelity (Wi-Fi), se v zadnjih letih močno povečuje v hišah, na delovnih mestih, v javnih prostorih, šolah. Vendar hiter razvoj brezžičnih tehnologij nenehno zvišuje ravni okoljskih elektromagnetnih polj (EMP). Javna in znanstvena ozaveščenost, ki je bila prej osredotočena na škodljive učinke EMP, ki jih oddajajo mobilni telefoni, se je preusmerila na biološke nevarnosti brezžične opreme, kot je Wi-Fi, ker so zdravstveni učinki te opreme še vedno nejasni [33]. Svet Evrope priporoča omejitve uporabe mobilnih telefonov in dostopa do interneta v vseh šolah na celini za zaščito majhnih otrok pred potencialno škodljivim sevanjem [18], [24].

Zato je razumevanje povezanosti med elektromagnetnimi polji in zdravstvenimi boleznimi, kot je nevrološka motnja, zelo pomembno za javnost, zlasti za majhne otroke, ki v mladostniških letih zelo pogosto uporabljajo brezžični internet. Poleg tega se lahko nenadzorovana uporaba brezžičnega interneta spremeni v navado in se lahko nadaljuje vse življenje, če se ne zavedajo morebitnih škodljivih učinkov elektromagnetnih polj [15], [2].

Acetilholin (ACh) je nevrotransmiter, ki ima pomembno vlogo pri številnih funkcijah perifernega in centralnega živčnega sistema, ki delujejo v procesu učenja in spomina, pa tudi pri lokomotorni kontroli in možganskem krvnem pretoku [8], [19], [11]. Proksimalni promotor gena AChE vključuje; med drugim soglasni motiv za dejavnik, povezan z levkemijo AML1 / Runx1 [17], [22] in c-fos, transkripcijski faktor, za katerega je znano, da uravnava izražanje gena AChE pod stresom [17]. Izpostavljenost radiofrekvenci se lahko zgodi iz številnih virov, kot so pametne naprave, telefoni, pisarniški pripomočki, povezani z Wi-Fi, namizni računalniki, prenosni računalniki itd..., za katere je bilo ugotovljeno, da povzročajo širok spekter biokemičnih in fizioloških motenj, kot so anksioznost, debelost, zmanjšano kognitivno delovanje itd. Pokazalo se je, da je aktivnost AChE vpletena v razmnoževanje celic in rast nevritov [7].

AChE se izraža v možganskih tumorjih, vključno z meningiomi, astrocitomi in glioblastomi [26], [4]. Raziskave so pokazale, da se AChE odziva na različne škodljive učinke, vključno z oksidativnim stresom, pomembnim dogodkom, ki je povezan s patogenezo in napredovanjem različnih motenj centralnega živčnega sistema [7].

Zanimivo je, da so ravni AChE zelo nizke pri vseh vrstah normalnih glija celic, povečane pa pri astrocitnih tumorjih [30], [16]. To namiguje na možnost, da tumorski specifični transkripcijski faktorji uravnavajo ekspresijo gena AChE v astrocitomih. Tako je ta encim tarča za nastajajoče terapevtske strategije za zdravljenje nevroloških motenj, kot so Alzheimerjeva bolezen (AD), Parkinsonova bolezen, Hungtingtonova bolezen itd. [29]

Zaradi pomena AChE pri nevroloških boleznih in zdravstvenih posledicah izpostavljenosti WiFi pri ljudeh, je smiselno določiti učinek dolgotrajne izpostavljenosti tega sevanja na nevrološke funkcije. Zato je ta študija želela raziskati vpliv izpostavljenosti radiofrekvenčnim elektromagnetnim valovom (RF-EMP) pasu 2,5 GHz na aktivnost acetilholinesteraze (AChE) v možganski skorji in stopnjo izražanja mRNA ter lokomotorno funkcijo in vedenje, povezano z anksioznostjo pri samcih podgan.

MATERIJALI IN METODE

Kemikalije in reagenti

Kemikalije in reagenti, kot so: MgCl2, TRIzol reagent, Taq DNA polimeraza (Invitrogen), 5,5'-ditiobisnitrobenzoicacid, acetiltioholin jodid, so bili pridobljeni iz Sigma-Aldrich (ZDA), drugi uporabljeni materiali pa so bili analitične stopnje. Uporabljena voda je bila destilirana.

Skrb za živali

Dvaindvajset (24) samcev podgan albino (starih štiri tedne in skoraj enake teže) so dobili od oddelka za rejo živali na Medicinski fakulteti na Univerzi Afe-Babalola. Aklimatizirali so se dva tedna, preden so jih podvrgli eksperimentiranju. Živalim je bila na voljo standardna prehrana s peleti (pridobljena s kmetije ABUAD) in dali so jim vodo "ad libitum". Ravnanje z živalmi in uporaba teh živali sta bili v skladu s smernicami Nacionalnega inštituta za zdravje (NIH) za nego in uporabo laboratorijskih živali. To študijo je odobril živalski etični odbor univerze Afe-Babalola, Ado-Ekiti v Nigeriji.

Izpostavljenost elektromagnetnemu polju

Za predstavitev sistema izpostavljenosti je bila uporabljena signalna naprava, ki oddaja Wi-Fi signale v frekvenčnem pasu približno 2,5 GHz. Zasnova in metodologija izpostavljenosti sevanju je bila v skladu z [10]. Naprava za ustvarjanje sevanja je bila preizkušena v laboratoriju Oddelka za fiziko in elektroniko in je lahko ustvarila gostoto električnega polja od 0,1–45,5 V / m, medtem ko je bila največja izhodna moč 2 W. Gostota električnega polja je bila nastavljena na 11 V / m. (op. prev: dovoljena smernica za varno izpostavljenost javnosti sevanju EMP je v Sloveniji je 19V/m. Vir: http://www.pisrs.si/Pis.web/pregledPredpisa?id=URED1387

Podgane v kontrolni in izpostavljeni skupini smo postavili v kletko iz pleksi stekla (55 × 32 × 20 cm). Za skupino izpostavljeno RF sevanju je bil uporabljen ščit, ki zagotavlja, da nobeni drugi viri izpostavljenosti EMP / RF iz zunanjega okolja ne povzročajo motenj. Podgane so se med raziskavo lahko prosto gibale v kletki. Podgane v skupinah za nadzor in izpostavljenost so živele v kletki v normalnih okoliščinah. Podgane v izpostavljeni skupini so bile 24 ur / dan izpostavljene 2,5 GHz RF sevanju 4, 6 in 8 tednov. Podgane v obeh skupinah so bile držane 50 cm daleč stran od antene generatorja. Za podgane v kontrolni skupini so veljali enaki eksperimentalni pogoji, razen obsevanja. Gostoto elektromagnetne moči in električno polje znotraj kletke iz pleksi stekla smo merili s poljsko sondo EMR 300 (podatki niso prikazani).

REZULTATI

Rotarodov test (preiskava motorične funkcije)

Stopnjo motorične koordinacije smo spremljali s testom Rotarod, rezultat pa je predstavljen v tabeli 2. Glede na tabelo 2 je izpostavljenost radiofrekvenčnemu elektromagnetnemu valovanju (RF-EMP) povzročila znatno povečanje stopnje koordinacije, kar smo opazili z zmanjšanjem zamude pri padcu v primerjavi s kontrolnimi podganami.

Test na odprtem terenu (raziskava raziskovalnega indeksa)

Analiza lokomotorne aktivnosti podgan z uporabo testnega odprtega polja za podgane, izpostavlje radiofrekvenčnim elektromagnetnim valovom (RF-EMP), je predstavljena v tabeli 3. Rezultat je razkril, da je imela kontrolna skupina najvišjo raziskovalno aktivnost, izpostavljenost radiofrekvenčnemu elektromagnetnemu valovanju (RF-EMP) pa je povzročila znatno zmanjšanje lokomotorne aktivnosti, kar se je pokazalo s frekvenco križanja linij v primerjavi s kontrolnimi podganami.

Aktivnost acetilholinesteraze (AChE) pri izpostavljenih podganah

Aktivnost acetilholinesteraze v možganski skorji (AChE) smo spremljali pri podganah v kontrolni skupini, ki niso bile izpostavljene ter pri tistih, ki so bile izpostavljene sevanju WiFi. Kot je prikazano na sliki 1, je pri izpostavljenih podganah prišlo do pomembnega (P <0,05) zmanjšanja aktivnosti AChE v primerjavi s kontrolnimi podganami.

Raven izražanja gena AChE pri izpostavljenih podganah

Pri podganah, ki so bile izpostavljene RF-EMP, je prišlo do pomembnega povečanja (P <0,05) nivoja izražanja mRNA AChE v primerjavi s kontrolnimi podganami, kot je prikazano na sliki 2. Čeprav 4 tedne niso opazili pomembne razlike pri izpostavljenosti podgan v primerjavi s kontrolo .

RAZPRAVA

Glede na široko uporabo brezžičnih tehnologij v vsakdanjem življenju je glavna skrb, ali izpostavljenost RF-EMP vpliva na razvoj možganov. Med razvojem možganov lahko kakršni koli okoljski dražljaji, ki vplivajo na holinergično nevrotransmisijo, motijo ​​učenje in spomin. V tej študiji izpostavljenost Wi-Fi sevanju spreminja nekatere nevrološke-vedenjske funkcije, povezane z nevrološkimi boleznimi.

Kot je prikazano v preglednici 2 v tabeli 1, izpostavljenost sevanju Wi-Fi-ja vpliva na motorično koordinacijo in spreminja motorično raziskovalno delovanje  pri izpostavljenih podganah v primerjavi s kontrolno skupino. To je v skladu s prejšnjimi študijami, kjer visoka izpostavljenost radiofrekvenčnim elektromagnetnim sevanjem povzroča kognitivne okvare in vedenje, povezano s stresom pri podganah [13], [25], [34]. Ta učinek je povezan s sposobnostjo radijskih valov, da preidejo krvno možgansko pregrado ​​zaradi njihove selektivne prepustnosti in ionizacijskih lastnosti [31]. To kaže, da lahko izpostavljenost elektromagnetnemu polju povzroči nevrodegeneracijo.

Poročalo se je, da izpostavljenost elektromagnetnemu polju spreminja delovanje beljakovin v celici in / ali zunaj nje [20], [21]. Biološki učinki elektromagnetnih polj lahko privedejo do izpostavljenosti in sprememb v strukturi bioloških molekul [1]. Kadarkoli te spremembe presegajo obseg običajnih sprememb ali fizioloških kompenzacijskih mehanizmov, lahko spremenijo vedenje celic.

Dosedanje študije so pokazale močno povezavo med sevanjem in holinergičnim sistemom [8], [11]. Acetilholin (ACh) je nevrotransmiter holinergičnega sistema in ima ključno vlogo pri številnih funkcijah perifernega in centralnega živčnega sistema, ki delujejo v procesu učenja in spomina, pa tudi pri lokomotorni kontroli in možganskem krvnem pretoku [8], [19] , [11]. Ta nevrotransmiter (ACh) se v sinoptičnem razcepu razgradi z acetilholinesterazo (AChE), encimom, ki pretvori acetilholin v neaktivno obliko, holin in acetat. Inhibicija tega encima AChE je vpletena v nevrodegenerativne bolezni.

Kot je prikazano na sliki 1, je izpostavljenost sevanju Wi-Fi zavirala aktivnost encima AChE v primerjavi s kontrolno skupino. To je povzročilo prekomerno aktivacijo ACh v centralnem živčnem sistemu in tako povzročilo nevrotoksičnost pri izpostavljenih podganah.

Ta ugotovitev je v soglasju z Mahdavijem in sod. (2014), kjer je nevrotransmiter ACh spremenjen zaradi izpostavljenosti elektromagnetnemu sevanju (1 in 5 Hz) pri samcih podgan.

Poleg tega v tej študiji izpostavljenost sevanu Wi-Fi aktivira nivo ekspresije gena AChE v primerjavi s kontrolno skupino (slika 2). Poročalo se je, da izražanje AChE v normalnih možganih uravnavajo transkripcijski faktorji, kot sta c-fos in HNF3α / β, za katere je dokazano, da nadzorujejo nevronsko izražanje AChE pod psihološkimi in kemičnimi stresnimi pogoji [17], [28].

Opažena sprememba vrednosti izražanja mRNA AChE pri izpostavljenih podganah je v skladu s prejšnjimi študijami, ki ugotavljajo holinergične / vnetne odzive in molekularne poškodbe v možganskih celicah, ki jih spodbuja izpostavljenost mikrovalovom [12].

Prav tako je bilo ugotovljeno, da je raven AChE zelo nizka pri vseh vrstah normalnih glija celic, povečana pa je pri astrocitnih tumorjih [16]. Zato obstaja povezava med radiofrekvenčnimi izpostavljenostmi in različnimi možganskimi tumorji. Vendar pa je potrebno pravilno razumevanje patogeneze z raziskavami genov in beljakovin, ki sodelujejo v možganskih tumorjih, preden lahko sklepamo o tem. Poleg tega smo tukaj opazili znatno zmanjšanje encimske aktivnosti AChE (slika 1), kar pa ne ustreza izražanju gena AChE, kjer je bilo opaziti povečanje. To pomeni, da lahko pri uravnavanju sinteze AChE sodeluje tudi post-translacijska sprememba [6].

Oksidativni stres spremeni nevrotransmisijo in delovanje nevronov. Pomembno je opozoriti, da so encimi, kot je AChE, pomembne sestavine bioloških membran in so zato lahko pomembne tarče oksidacije membrane, ki jo povzroča izpostavljenost sevanju [9].

Na podlagi teh rezultatov lahko sklepamo, da lahko te spremembe pojasnijo spremembe aktivnosti tega encima acetilholinesteraza (AChE), njegovo raven mRNA v možganskih tkivih in posledično motnjo v  indeksu tesnobe, opažene pri podganah, ki so bile izpostavljene sevanju Wi-Fi v tej študiji.

SKLEP

Ti rezultati izboljšujejo naše razumevanje možnih škodljivih učinkov izpostavljenosti RF-EMP na možgane podgan, ki se razvijajo, in predlagajo nekatere možne mehanizme nevrotoksičnosti RF-EMP s spremembo aktivnosti AChE in stopnje izražanja genov.

Vir: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221475001730063X

https://ehtrust.org/new-study-finds-wi-fi-increases-oxidative-stress-in-placenta-tissue-from-pregnant-mice/?fbclid=IwAR2HQDIJadT12TbrCQHzd5r4LMg1wtv4Ho73v69A1gRz6gP6CEfS8LSoaZI

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0887233320305130