Низкочастотное импульсное магнитное поле усиливает генотоксичность хрома(VI) для амфибий

В статье изложены результаты исследования мутагенности ионов Cr(VI) в сочетании с низкочастотным импульсным магнитным полем (НЧ ИМП). Объектом исследования служили эритроциты головастиков Bufo viridis. Одна интактная группа головастиков служила контролем. Другие шесть групп помещали на 24 ч в воду, содержащую Cr(VI) (0.025, 0.050, 0.125, 0.250, 0.375 и 0.500 мг/л). Головастиков восьмой группы подвергли 8-часовому воздействию НЧ ИМП (41 мТл, 16 Гц). Последние шесть групп находились 24 ч в воде с ионами Cr(VI) указанных концентраций, при этом первые 8 ч этого периода они находились в НЧ ИМП. Результаты воздействия оценивали по частотам микроядер в эритроцитах. Было установлено, что 24-часовое воздействие Cr(VI) при концентрациях 0.025 и 0.050 мг/л, а также изолированное воздействие НЧ ИМП не вызывают статистически достоверного изменения частот микроядер. Более высокие концентрации Cr(VI) статистически достоверно увеличивали частоты исследованных аномалий. При сочетанном действии Cr(VI) и НЧ ИМП частоты регистрируемых аномалий статистически достоверно возрастали во всех шести вариантах эксперимента. Сделан вывод о синергическом действии Cr(VI) и НЧ ИМП.

1. Chowdhury R., Ramond A., O’Keeffe L.M., Shahzad S., Kunutsor S.K., Muka T., Gregson J., Willeit P., Warnakula S., Khan H., Chowdhury S., Gobin R., Franco O.H., Di Agelantonio E. Environmental toxic metal contaminants and risk of cardiovascular disease: Systematic review and meta-analysis // BMJ. 2018. V. 362. Art. k3310. https://doi.org/10.1136/bmj.k3310.

2. Ali H., Khan E., Ilahi I. Environmental chemistry and ecotoxicology of hazardous heavy metals: Environmental persistence, toxicity, and bioaccumulation // J. Chem. 2019. V. 2019. Art. 6730305. https://doi.org/10.1155/2019/6730305.

3. Vardhan K.H., Kumar P.S., Panda R.C. A review on heavy metal pollution, toxicity and remedial measures: Current trends and future perspectives // J. Mol. Liq. 2019. V. 290. Art. 111197. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111197.

4. Sethy K., Pati S., Jena D., Panda S.K., Pradhan S.K., Mishra C.K. Heavy metal toxicity in animals: A review // Pharma Innovation. 2020. V. 9, No 6. P. 134–137.

5. Alameri A.A., Mahdi I.J., Ameer F.S.A., Khaleel A.K., Harbi S.T. Study into how heavy metal exposure increases the chance of developing lung cancer // J. Global Sci. Res. Chem. 2023. V. 8, No 1. P. 2851–2860. https://doi.org/10.5281/jgsr.2023.7541417.

6. Abd Elnabi M.K., Elkaliny N.E., Elyazied M.M., Azab S.H., Elkhalifa S.A., Elmasry S., Mouhamed M.S., Shalamesh E.M., Alhorieny N.A., Abd Elaty A.E., Elgendy I.M., Etman A.E., Saad K.E., Tsigkou K., Ali S.S., Kornaros M., Mahmoud Y.A.-G. Toxicity of heavy metals and recent advances in their removal: A review // Toxics. 2023. V. 11, No 7. Art. 580. https://doi.org/10.3390/toxics11070580.

7. Jadaa W., Mohammed H.K. Heavy metals – definition, natural and anthropogenic sources of releasing into ecosystems, toxicity, and removal methods – an overview study // J. Ecol. Eng. 2023. V. 24, No 6. P. 249–271. https://doi.org/10.12911/22998993/162955.

8. Хавкина Т.К. Химико-физическое загрязнение окружающей среды и его последствия для человека (терато-мута-канцерогенез). Саратов: СП-Принт, 2013. 320 с.

9. Egorova K.S., Ananikov V.P. Toxicity of metal compounds: Knowledge and myths // Organometallics. 2017. V. 36, No. 21. P. 4071–4090. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.7b00605.

10. Ohiagu F.O., Chikezie P.C., Ahaneku C.C., Chikezie C.M. Human exposure to heavy metals: Toxicity mechanisms and health implications // Mater. Sci. Eng. Int. J. 2022. V. 6, No 2. P. 78–87. https://doi.org/10.15406/mseij.2022.06.00183.

11. Зайцева Н.В., Землянова М.А., Алексеев В.Б., Щербина С.Г. Цитогенетические маркеры и гигиенические критерии оценки хромосомных нарушений у населения и работников в условиях воздействия химических факторов с мутагенной активностью (на примере металлов, ароматических углеводородов, формальдегида). Пермь: Книжный формат, 2013. 222 с.

12. Реутова Н.В. Мутагенный потенциал ряда тяжелых металлов // Экологическая генетика. 2015. T. XIII, № 3. С. 70–75.

13. Dasharathy S., Arjunan S., Basavaraju A.M., Murugasen V., Ramachandran S., Keshav R., Murugan R. Mutagenic, carcinogenic, and teratogenic effect of heavy metals // Evidence-Based Complementary Altern. Med. 2022. V. 2022. Art. 8011953. https://doi.org/10.1155/2022/8011953.

14. Домаков А.И., Кузьмин А.Г., Турыгин С.В., Умаров М.Ф. Разработка модели для описания процессов, происходящих в мембране клетки // Вестник Вологодского государственного университета. Серия: Технические науки. 2022. № 2 (16). С. 30–34.

15. Сорокин С.А. Использование электрических токов и электромагнитных полей в терапии: практическое руководство к занятиям по курсу «Медицинские приборы, аппараты и системы». Владимир: Изд-во Владимирск. гос. ун-та, 2006. 36 с.

16. Özgün A., Marote A., Behie L.A., Salgado A., Garipcan B. Extremely low frequency magnetic field induces human neuronal differentiation through NMDA receptor activation // J. Neural Transm. 2019. V. 126, No 10. P. 1281–1290. https://doi.org/10.1007/s00702-019-02045-5.

17. Maffei M.E. Magnetic fields and cancer: Epidemiology, cellular biology, and theranostics // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23, No 3. Art. 1339. https://doi.org/10.3390/ijms23031339.

18. Wang H., Murai Y., Nomura S., Sekine M., Sokejima S., Sakai H., Kagamimori S. A meta-analysis of epidemiological studies on the relationship between occupational electromagnetic field exposure and the risk of adult leukemia // Environ. Health Prev. Med. 2000. V. 5, No 1. P. 43–46. https://doi.org/10.1007/BF02935915.

19. Crumpton M.J., Collins A.R. Are environmental electromagnetic fields genotoxic? // DNA Repair. 2004. V. 3, No 10. P. 1385–1387. https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2004.05.006.

20. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Non-ionizing radiation. Part 2: Radiofrequency electromagnetic fields // IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. V. 102. Lyon: Int. Agency Res. Cancer, 2013. 480 p.

21. Рубцова Н.Б., Марков Д.В., Шеина А.Н. Электромагнитные поля физиотерапевтического оборудования как источник потенциальной опасности для медицинского персонала // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. 2012. № 4. С. 48–54.

22. Wyszkowska J., Pritchard C. Open questions on the electromagnetic field contribution to the risk of neurodegenerative diseases // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2022. V. 19, No 23. Art. 16150. https://doi.org/10.3390/ijerph192316150.

23. Kashani Z.A., Pakzad R., Fakari F.R., Haghparast M.S., Abdi F., Kiani Z., Talebi A., Haghgoo S.M Electromagnetic fields exposure on fetal and childhood abnormalities: Systematic review and meta-analysis // Open Med. 2023. V. 18, No 1. Art. 20230697. https://doi.org/10.1515/med-2023-0697.

24. Panagopoulos D.J., Karabarbounis A., Yakymenko I., Chrousos G.P. Human-made electromagnetic fields: Ion forced-oscillation and voltage-gated ion channel dysfunction, oxidative stress and DNA damage (Review) // Int. J. Oncol. 2021. V. 59, No 5. Art. 92. https://doi.org/10.3892/ijo.2021.5272.

25. Schuermann D., Mevissen M. Manmade electromagnetic fields and oxidative stress – biological effects and consequences for health // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22, No 7. Art. 3772. https://doi.org/10.3390/ijms22073772.

26. Klimek A., Rogalska J. Extremely low-frequency magnetic field as a stress factor – Really detrimental? – Insight into literature from the last decade // Brain Sci. 2021. V. 11, No 2. Art. 174. https://doi.org/10.3390/brainsci11020174.

27. Trosko J.E. Human health consequences of environmentally-modulated gene expression: Potential roles of ELF-EMF induced epigenetic versus mutagenic mechanisms of disease. // Bioelectromagnetics. 2000. V. 21, No 5. P. 402–406. https://doi.org/10.1002/1521-186X(200007)21:5<402::AID-BEM9>3.0.CO;2-N.

28. Lai H. Genetic effects of non-ionizing electromagnetic fields // Electromagn. Biol. Med. 2021. V. 40, No 2. P. 264–273. https://doi.org/10.1080/15368378.2021.1881866.

29. Günay B., Torkaman F.M. Association of electric and magnetic fields with cancer // Int. J. BioLife Sci. 2022. V. 1, No 3. P. 165–171. https://doi.org/10.22034/jbs.2022.162487.

30. Mustafa E., Makinistian L., Luukkonen J., Juutilainen J., Naarala J. Do 50/60 Hz magnetic fields influence oxidative or DNA damage responses in human SH-SY5Y neuroblastoma cells? // Int. J. Radiat. Biol. 2022. V. 98, No 10. P. 1581–1591. https://doi.org/10.1080/09553002.2022.2055803.

31. Zadeh-Haghighi H., Simon C. Magnetic field effects in biology from the perspective of the radical pair mechanism // J. R. Soc., Interface. 2022. V. 19, No 193. Art. 20220325. https://doi.org/10.1098/rsif.2022.0325.

32. Vijayalaxmi, Obe G. Controversial cytogenetic observations in mammalian somatic cells exposed to extremely low frequency electromagnetic radiation: A review and future research recommendations // Bioelectromagnetics. 2005. V. 26, No 5. P. 412–430. https://doi.org/10.1002/bem.20111.

33. Ruiz-Gómez M.J., Martínez-Morillo M. Electromagnetic fields and the induction of DNA strand breaks // Electromagn. Biol. Med. 2009. V. 28, No 2. P. 201–214. https://doi.org/10.1080/15368370802608696.

34. Lv Y., Chen S., Zhu B., Xu H., Xu S., Liu W., Shen Y., Zeng Q. Exposure to 50 Hz extremely-lowfrequency magnetic fields induces no DNA damage in cells by gamma H2AX technology // BioMed Res. Int. 2021. V. 2021. Art. 8510315. https://doi.org/10.1155/2021/8510315.

35. Nguyen H., Segers S., Ledent M., Anthonissen R., Verschaeve L., Hinsenkamp M., Collard J.-F., Feipel V., Mertens B. Effects of long-term exposure to 50 Hz magnetic fields on cell viability, genetic damage, and sensitivity to mutagen-induced damage // Heliyon. 2023. V. 9, No 3. Art. e14097. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e14097.

36. SSM’s Scientific Council on Electromagnetic Fields. Recent Research on EMF and Health Risk: Fifteenth Report from SSM’s Scientific Council on Electromagnetic Fields, 2020. No. 2021:08. SSM, 2021. 100 p.

37. Дабагян Н.В., Слепцова Л.А. Травяная лягушка Rana temporaria L. // Объекты биологии развития / под ред. Т.А. Детлаф. М.: Наука, 1975. С. 442–462.

38. Крюков В.И., Жучков С.А., Лазарева Т.Н., Киреева О.C., Поповичева Н.Н. Индукция ионами ртути (II) микроядер в эритроцитах личинок зеленой жабы // Биология в сельском хозяйстве. 2022. № 2 (35). С. 24–30.

39. Пономаренко Г.Н. Общая физиотерапия. 5-е изд. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. 281 с. URL: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970431672.html.

40. Максимов А.В., Кирьянова В.В. Магнитная терапия в клинической практике // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. 2019. Т. 18, № 6. С. 412–426. https://doi.org/10.17816/1681-3456-2019-18-6-412-426.

41. Жулева Л.Ю., Дубинин Н.П. Использование микроядерного теста для оценки экологической обстановки в районах Астраханской области // Генетика. 1994. Т. 30, № 7. С. 999–1004.

42. Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. М.: Медицина. 1975. 296 с