1. Введение
Электромагнитные волны создаются движением заряженных частиц. Эти волны также называют электромагнитным излучением, потому что они состоят из заряженных частиц. Они путешествуют через пустое пространство, а также через воздух и другие вещества. Электромагнитные волны на низких частотах называются электромагнитными полями, а волны на очень высоких частотах называются электромагнитными излучениями
2. Классификация электромагнитных волн
По частоте и энергии электромагнитные волны могут быть классифицированы как ионизирующие излучения или неионизирующие излучения.
Ионизирующие излучения представляют собой чрезвычайно высокочастотные электромагнитные волны (рентгеновские и гамма-лучи), которые имеют достаточно энергии фотонов для ионизации путем разрыва атомных связей, которые удерживают молекулы в клетках вместе.
Неионизирующий - это термин для той части электромагнитного спектра, энергия фотонов которой слишком слаба, чтобы разорвать атомные связи. Они включают в себя ультрафиолетовое излучение, инфракрасное излучение, радиочастотные и микроволновые поля.
Неионизирующее излучение не может вызывать ионизацию, однако было показано, что оно вызывает другие биологические эффекты, например, при нагревании, изменении химических реакций или индукции электрических токов в тканях и клетках.
Существует четыре подгруппы полей электромагнитного излучения с частотой и интенсивностью. Этот электромагнитный спектр начинается с частоты 1 Гц, что составляет 1 волну в секунду.
2.1. Статическое электрическое поле
Статическое электрическое поле это заряд, который накапливается на поверхностях разных материалов и не только.
Электрические поля связаны наличием электрического заряда, магнитные поля возникают в результате физического движения электрического заряда. Организм человека не может чувствовать менее 2000 вольт статического разряда. Магнитные поля могут оказывать физические силы на электрические заряды, когда заряды находятся в движении. Плотность магнитного потока, измеренная в тесла (Т), принята как наиболее релевантная величина для связи с эффектами магнитного поля.
2.2. Низкочастотные поля
Низкочастотное поле - это термин, используемый для описания частот излучения ниже 300 Гц (Гц). Низкочастотные поля являются колеблющимися полями и очень важны для общественного здравоохранения из-за широкого использования электроэнергии в частоте 50-60 Гц в большинстве стран.
2,3. Промежуточная частота
Промежуточная частота - это термин для описания частоты излучения от 300 Гц до 100 кГц.
Имеются экспериментальные и эпидемиологические данные из диапазона электромагнитных волн. Поэтому оценка острых рисков для здоровья в диапазоне ПЧ в настоящее время основана на известных опасностях на более низких и более высоких частотах. Надлежащая оценка и оценка возможных последствий для здоровья от длительного воздействия полей ПЧ очень важны, поскольку воздействие таких полей на человека увеличивается благодаря новым и появляющимся технологиям. Типичными примерами являются: компьютерные и телевизионные экраны с использованием электронно-лучевых трубок, компактные люминесцентные лампы, а также радиопередатчики, системы контроля доступа без помощи рук, кард-ридеры и металлоискатели. Он также используется в электрохирургии. Какой-либо вред пока что не выявлено.
2,4. Радиочастота.
Радиочастота включает в себя частоты от 100 кГц до 300 ГГц электромагнитного спектра. Источники радиоволн широко используются во всем мире. Примерами большинства из них являются мобильные телефоны, вещательные, медицинские и промышленные приложения. Источники РЧ используются в разных полосах частот и подразделяются на разные категории:
2.4.1. Источники действовали близко к человеческому телу
Основными примерами этого типа являются мобильные РЧ передатчики. Одним из примеров являются мобильные телефоны; более 2,5 миллиарда человек используют мобильные телефоны по всему миру. В дополнение к мобильным телефонам очень распространены другие беспроводные приложения, такие как беспроводные телефоны, например, системы DECT или WLAN. Максимальный пиковый уровень мощности системы DECT составляет 250 мВт, а системы WLAN - 200 мВт.
2.4.2. Источники действовали вдали от человеческого тела
К таким источникам относятся стационарно установленные радиопередатчики. Примером являются базовые станции, которые являются неотъемлемой частью сетей мобильной связи.
2.4.3. Медицинские приложения
Некоторые медицинские приложения используют электромагнитные поля в диапазоне радиочастот. Терапевтические применения, такие как устройства для заживления мягких тканей, гипертермия для лечения рака или диатермия, подвергают пациента значительно выше рекомендуемых предельных значений для достижения предполагаемых биологических эффектов.
3. Воздействие на биологические системы электромагнитных полей
В 1935 году Берр и Нортроп исследовали и опубликовали влияние стабильных градиентов напряжения на различные биологические системы. За ними последовало много ученых, которые обнаружили, что стабильные градиенты напряжения приводят ко многим радикальным изменениям в организме. Исследования показали, что эти эффекты были связаны с изменениями в распределении ионов.
По мнению некоторых авторов, в Европе и США существует связь с электромагнитными полями и исчезновением пчел, известная как расстройство коллапса колоний, и это также может помешать миграции птиц.
4. Воздействие на здоровье человека
Хотя положительный аспект технологических инноваций облегчает жизнь, он также может включать компоненты, которые ухудшают качество жизни из-за определенных негативных последствий. Дискуссия о вредном воздействии электромагнитных волн на биологическую жизнь продолжается с момента открытия электричества в 19 веке.
Электромагнитные волны, генерируемые многими природными и искусственными источниками, могут распространяться на большие расстояния и играть очень важную роль в повседневной жизни. В частности, электромагнитные поля в радиочастотной зоне используются в системах связи, радиовещания и телевидения, сотовых сетях и беспроводных системах внутри помещений. В результате технологических нововведений постепенно увеличивается использование электромагнитных полей, и поэтому люди подвергаются воздействию электромагнитных волн на уровнях, намного превышающих уровни, присутствующие в природе.
В частности, резко увеличивается число пользователей мобильных телефонов, что вызывает серьезную обеспокоенность в связи с его потенциальным ущербом для людей, подвергающихся воздействию радиочастотных волн.
Поскольку мобильные телефоны используются в местах, очень близких к телу человека, и требуют большого количества антенн базовых станций, общественность и ученые задаются вопросом влияния сетей мобильных телефонов на здоровье.
Однако, все клинические исследования данной проблемы, до сих пор не дали никаких однозначных результатов.
4.1. Доказательства клеточного воздействия электромагнитных полей
По общему мнению, прямых доказательств вредного воздействия на здоровье человека, вызванного низкочастотными радиочастотными волнами, нет. Исследования на клеточном уровне, который использует относительно более высокие частоты, демонстрируют нежелательные эффекты. Некоторые исследования показали, что различные частоты электромагнитных волн не показали какого-либо повреждения ДНК на разных клеточных линиях. Например, в опубликованном всеобъемлющем обзоре «Brusick» не сообщили о наличии прямых мутагенных эффектов радиочастотных сигналов на клетки.
С другой стороны, в последние годы опубликовано много противоречивых исследований. Большинство из них обеспокоены доказательствами биохимического или клеточного воздействия электромагнитных полей. Марино и Беккер показали, что статические или очень низкочастотные электромагнитные поля могут приводить к биологическим эффектам, связанным с перераспределением ионов. Кроме того, многие исследования показали, что биологические эффекты низкочастотных магнитных полей могут проникать в более глубокие ткани.
Показали, что низкочастотные и промежуточные частоты могут оказывать влияние на некоторые клеточные функции, такие как пролиферация и дифференцировка клеток, за которыми последовали многие другие исследователи, такие как «Tian» который показал его влияние на апоптоз, «Takahashi» по синтезу ДНК, «Goodman» по транскрипции РНК, «Goodman» и «Henderson» по экспрессии белка, «Zrimec» по синтезу АТФ, «Paksy» по выработке гормонов, «Kula» по антиоксидантным энзимным системам «Milani» на метаболическую активность и «Wolf» на NFkB и разрушение клеток.
Так же было продемонстрировано, что промежуточная частота эффективна при задержке роста клеток. В этих исследованиях было указано, что это прямое ингибирующее влияние на рост клеток и это можно использовать в терапевтических целях при лечении рака.
Электромагнитное излучение очень высокой частоты оказывает тепловое и нетепловое воздействие на биологические системы. Этот термогенный эффект в основном связан с интенсивностью излучения, которая выражается в виде удельной скорости поглощения. Тепловое воздействие или повышение температуры приводят к различным изменениям в клеточных функциях, что может привести к разрушению клеток. Иследовния показали, что биологические эффекты могут проявляться даже при очень небольших изменениях температуры в экспериментальных моделях in vitro (in vitro – латинское словосочетание, прямой перевод в стекле, в данном контексте подразумевается в лабораторных условиях).
Есть много работ, показывающих, что слабое электромагнитное излучение не оказывает существенного влияния на биологические системы. Тем не менее, похоже, что эти исследования в целом имеют плохую структуру, и им не хватает соответствующих контрольных групп, и они также сопровождаются смешанными факторами.
Тот факт, что в вышеупомянутых исследованиях не было обнаружено никаких существенных доказательств, подтверждающих подозрения, что воздействие электромагнитных волн может привести к раку, согласуется с исследованиями in vitro. Влияние электромагнитных полей на различные клеточные линии изучалось в последние 30 лет, и никаких доказательств их прямого или косвенного повреждения ДНК обнаружено не было. «Maes» и «Vijayalaxmi» подвергли клетки периферической крови воздействию электромагнитного поля 935 и 2450 МГц и сообщили об отсутствии повреждения ДНК в клетках через 2 часа. Так же изучили влияние электромагнитных сигналов на частоте 2450 МГц на клетки человеческой глиабластомы и клеточные линии фибробластов мыши и не обнаружил повреждений ДНК в клетках, включая 24-часовой период. В аналогичном исследовании «Tice» и др продемонстрировали, что радиочастотные волны 837 и 1909,8 МГц не приводили к значительному повреждению ДНК в лейкоцитах в результате 3 и 24-часового воздействия.
Проводились исследования влияния электромагнитных полей на периферические мононуклеарные клетки in vitro. Основная цель этого исследования состояла в том, чтобы проанализировать изменения жизнеспособности клеток, скоростей апоптоза, индексов пролиферации и антигенных структур клеточной поверхности в результате 2-, 6- и 24-часового воздействия мононуклеарных клеток, выделенных из периферической крови, на 450, 900 и 1784 МГц электромагнитные волны. Полученные данные показали, что электромагнитные волны не влияют на жизнеспособность клеток, скорость апоптоза и индекс пролиферации.
4.2. Воздействие тяжелых металлов и электромагнитная гиперчувствительность
Некоторые люди более восприимчивы к воздействию электромагнитных полей от других. Это упоминается как электрогиперчувствительность. Патофизиология электрогиперчувствительности неизвестна. Некоторые авторы утверждают, что это связано с воздействием тяжелых металлов. Считается, что тяжелые металлы, связывающие белки в тканях и органах, обладают низкой токсичностью. Мортазави и его коллеги обнаружили, что статическое магнитное поле, а также микроволновое излучение, испускаемое мобильными телефонами, могут вызывать выброс паров ртути из зубной амальгамы, повышая концентрацию растворенной ртути в слюне среди носителей амальгамы.
4.3. Влияние на нервную систему и психологические расстройства
Из-за того, что мобильные телефоны используются близко к ткани мозга, электромагнитные волны влияют на него больше всего. Многочисленные исследования изучали влияние радиочастотных электромагнитных волн от базовых станций мобильных телефонов на нервную систему и поведение. Рёсли и его коллеги провели систематический обзор этих исследований, проанализировав 17 докладов. Пять из них были рандомизированными лабораторными исследованиями на людях, а 12 - клиническими исследованиями. Большинство из этих отчетов оценивали неспецифические симптомы заболевания. В большинстве этих исследований было исследовано наличие связи между излучением базовой станции мобильной связи и развитием острых симптомов вовремя или вскоре после облучения, и ни одно из них не обнаружило такой связи. Следовательно, на основании этих рандомизированных слепых лабораторных исследований на людях можно сделать вывод, что имеются убедительные доказательства отсутствия связи между воздействием MPBS до 10 вольт и развитием симптомов. Тем не менее, нет достаточных данных, чтобы сделать выводы о воздействии на здоровье долгосрочного воздействия низкого уровня, которое происходит в повседневной среде.
4,4. Влияние на остеогенез и хондрогенез
Хотя было показано, что чрезвычайно низкие электромагнитные поля оказывают благотворное влияние на хрящевую ткань, исследователи так же исследовали влияние импульсного воздействия электромагнитного поля на клетки остеобластов, связанное с уменьшением пролиферации и минерализации. Окудан Суслу и его коллеги сообщили о влиянии электрических статических полей с частотой 50 Гц и 0 Гц на неповрежденные кости крысы, которые были оценены с помощью измерений поглощения двойной энергии рентгеновскими лучами (DEXA) на содержание и плотность кости, когда животные подвергались постоянному внутриутробному и неонатальному воздействию. Различия между 50 Гц и контрольными группами оказались значимыми для общей минеральной плотности кости (BMD). Различия между статической EF и контрольной группой также оказались значимыми. Эти результаты показали, что как статические, так и 50 Гц влияют на раннее развитие костей крыс. Однако влияние статических полей более выражено, чем влияние поля 50 Гц.
4,5. Влияние на телесные и сперматогенез
Из-за ношения мобильных телефонов в карманах воздействие на систему воспроизводства вызывает все больший интерес. «Tenorio» показал, что у крыс не было изменений уровня тестостерона в плазме, но гистопатологический анализ показал дегенерацию яичка после 30 минут в день воздействия 60 Гц и 1 мТ электромагнитного поля. В отличие от этого, Озгунер и его коллеги продемонстрировали воздействие на частоте 900 МГц для крыс, не поддерживая предположения о неблагоприятном воздействии на сперматогенез и на зародышевый эпителий. Но наблюдалось значительное снижение уровня общего тестостерона в сыворотке, а также уровней ЛГ и ФСГ в плазме крови.
4,6. Канцерогенез и электромагнитные волны
Со времени первого наблюдения Вертхаймера и Липера в 1979 году было проведено множество клинических исследований между воздействием магнитных полей и раком. Предположения, что электромагнитные волны могут быть канцерогенными, увеличили количество соответствующих клинических исследований и исследований in vitro.
5. Выводы
Хотя электронные устройства и развитие коммуникаций облегчают жизнь, это может также иметь негативные последствия. Эти негативные эффекты особенно важны в электромагнитных полях в радиочастотной (РЧ) зоне, которые используются в связи, радио- и телевизионном вещании, сотовых сетях и беспроводных системах внутри помещений. Наряду с широким использованием технологических продуктов в повседневной жизни, биологическое воздействие электромагнитных волн стало более широко обсуждаться.
По общему мнению, прямых доказательств вредного воздействия на здоровье человека, вызванного низкочастотными радиочастотными волнами, нет. Исследования на клеточном уровне, где используются относительно более высокие частоты, демонстрируют нежелательные эффекты. В последние годы было много исследований о влиянии ЭМП на клеточном уровне; ДНК, молекулы РНК, некоторые белки и гормоны, внутриклеточные свободные радикалы и ионы показаны.
В частности, резко увеличивается число пользователей мобильных телефонов, что вызывает серьезную обеспокоенность в связи с его потенциальным ущербом для людей, подвергающихся воздействию радиочастотных волн. В последнее десятилетие растет число исследований in vivo, in vitro и клинических исследований воздействия мобильных телефонов, базовых станций и других источников электромагнитных помех.
Клинические данные, собранные за последние десять лет, начинают указывать на повышенный риск, в частности, опухоли головного мозга, от использования мобильного телефона. Из-за того, что мобильные телефоны используются близко к ткани мозга, электромагнитные волны влияют на нее больше всего. Величина риска опухоли головного мозга умеренная.
Поиск литературы по теме «Использование мобильных телефонов и рак» в Pubmed перечисляет 350 исследований. Более половины всех этих исследований связаны с опухолями головного мозга. В настоящее время доказательства причинно-следственной связи между использованием мобильного телефона и опухолями головного мозга основаны преимущественно на клинических иследованиях, в частности на крупных исследованиях по этому вопросу. Однако этиопатогенез этой причинно-следственной связи неясен. Отсутствие этой четкой этиологии даже вызывает сомнения относительно самой причины. Слабые доказательства в пользу причинно-следственной связи предоставлены некоторыми исследованиями на животных и in vitro, но в целом анализы генотоксичности, как in vivo, так и in vitro, до настоящего времени неубедительны.