В связи с широким распространением МРТ давно возникают опасения относительно его потенциального влияния на репродуктивное здоровье [1]. Несмотря на рост числа исследований, влияние магнитных на репродуктивную функцию остается предметом дискуссий и требует дальнейшего изучения.
С развитием технологий люди все чаще подвергаются воздействию статических магнитных полей (СМП) различной интенсивности в повседневной жизни, особенно в медицине, пищевой промышленности и промышленности. В медицине за последние несколько десятилетий напряженность поля аппаратов МРТ значительно увеличилась (самые мощные аппараты МРТ в мире), и в настоящее время большинство больниц используют МРТ с напряженностью поля от 0,5 Тл до 3 Тл, а МРТ с более высокими напряженностями поля находятся в стадии разработки. Исследования показывают, что МРТ может вызывать небольшое повышение систолического артериального давления и ухудшать когнитивные и сенсорные функции [2, 3, 4].
Несмотря на широкое клиническое применение МРТ и общепринятое мнение о её безопасности, всё больше исследований ставят под сомнение абсолютную безвредность длительного или повторного воздействия статических магнитных полей, особенно в отношении репродуктивной функции. [1, 5].
Биофизические предпосылки потенциального воздействия МРТ
С точки зрения биофизики, SMF воздействует на организмы не через ионизацию (в отличие от рентгеновского излучения), а через более тонкие механизмы взаимодействия с клеточными структурами:
Магнитная анизотропия молекул: Молекулы, такие как ДНК и митохондриальные белки, обладают анизотропными магнитными свойствами. При воздействии SMF они могут претерпевать структурные и ориентационные изменения, особенно в клетках с высоким уровнем деления, таких как сперматогенные клетки.
Нарушение ионного гомеостаза: В экспериментах наблюдалось, что воздействие SMF (например, 1 мТл или 10 Тл in vitro) может вызывать перераспределение ионов кальция и натрия в клетке, особенно в сперматозоидах и гранулёзных клетках яичек. Это может нарушать подвижность сперматозоидов и их способность к акросомной реакции
Повышение уровня активных форм кислорода (ROS): Исследования показали, что магнитное поле может индуцировать оксидативный стресс, вызывая накопление ROS в сперматозоидах и клетках эпителия семенных канальцев. Это сопровождается повреждением мембран, митохондрий и ДНК, приводя к апоптозу клеток и снижению качества спермы
Митотические и мейотические аномалии: Под действием сильных магнитных полей (в экспериментах от 0.7 Тл до 10 Тл) фиксировались нарушения в работе веретена деления, задержки в хромосомном разделении и морфологические изменения сперматозоидов — в том числе аномальная форма головки, фрагментация ДНК и снижение подвижности
Позиционный эффект и неравномерность поля: Исследования на животных продемонстрировали, что эффект SMF зависит от локализации внутри магнитного поля. Так, развивающиеся зародыши или клетки, находящиеся в градиентной зоне (вход в магнит или область с неравномерным полем), демонстрировали больше аномалий, чем те, что находились в центре равномерного поля. Это подтверждает, что физические параметры, такие как градиент напряжённости поля и векторное направление, критически важны при оценке потенциального воздействия на ткани
Исследования влияния МРТ на мужскую репродуктивную функцию
Учитывая, что хромосомные аномалии и генетические мутации в репродуктивных клетках могут передаваться по наследству, репродуктивная токсичность МРТ на тканях яичек и придатков яичек вызывает серьезную озабоченность.
Несколько исследований выявили значительный ущерб репродуктивным органам из-за воздействия SMF. Было замечено, что, хотя воздействие магнитного поля 25 мкТл в течение 90 дней не оказало существенного влияния на вес тела и яичек у крыс, оно привело к уменьшению веса семенных пузырьков и препуциальных желез, а также к снижению количества сперматозоидов [6]. Было показано, что воздействие МРТ 1,5 Тл в течение 15 минут значительно снизило количество сперматозоидов у мышей, вызывая при этом лишь незначительные, статистически незначимые отклонения в морфологии сперматозоидов [7]. Однако после воздействия на мышей аппарата МРТ в течение 36 минут еженедельно в течение трех недель наблюдалось уменьшение массы яичек, а также структурное повреждение паренхимы яичек и снижение подвижности сперматозоидов [8].
Исследования показывают, что у самцов крыс, подвергавшихся воздействию МРТ 25 мТл в течение 18 последовательных недель, наблюдается значительное повышение уровня лютеинизирующего гормона (ЛГ) в сыворотке крови, в то время как уровень тестостерона значительно снижается [9]. После воздействия на Caenorhabditis elegans сильного СМП 8,5 Тл наблюдалось значительное увеличение апоптоза репродуктивных клеток. Однако апоптоз был снижен при применении диметилсульфоксида (ДМСО), который удаляет свободные радикалы из клеток. Этот эксперимент предполагает, что повреждение репродуктивных клеток, вызванное сильным СМП, может происходить через окислительный стресс [10]. Исследования показывают, что воздействие СМП вызывает заметное повышение уровня активных форм кислорода (АФК) в клетках, что приводит к окислительному стрессу. Это приводит к повреждению клеточных мембран перекисным окислением липидов, что в конечном итоге приводит к гибели клеток [11].
В целом, высокоинтенсивные МРТ оказывают повреждающее действие на мужские репродуктивные органы, в первую очередь за счет повышения уровня ROS (Reactive Oxygen Species) в яичках и придатках яичек, что вызывает апоптоз клеток и ухудшает выработку спермы и секрецию гормонов. Это сопровождается повышением уровня гонадотропина. Следовательно, снижение продукции ROS может помочь смягчить репродуктивную токсичность, вызванную SMF. Предыдущие исследования показывают, что повреждение репродуктивных клеток, вызванное SMF, можно смягчить или предотвратить с помощью специфических антиоксидантов. Однако исследования показывают, что высокие концентрации антиоксидантов могут фактически снижать качество спермы [12]. Следовательно, антиоксиданты имеют потенциальные терапевтические эффекты для мужчин, подвергшихся воздействию SMF, но дозировка должна быть индивидуальной.
Выводы: вредно ли МРТ для мужского здоровья?
В целом, электромагнитные поля оказывают значительное влияние на различные процессы репродуктивного развития. С точки зрения мужской репродуктивной функции, воздействие электромагнитных полей как 1 мТл, так и 10 Тл отрицательно влияет на активность сперматозоидов, что приводит к снижению подвижности и потенциальному тератогенному эффекту. Поэтому мужчинам, подверженным риску воздействия электромагнитных полей высокой интенсивности, крайне важно принимать защитные меры, поскольку это может повлиять на рекомендации по охране труда для специалистов, работающих в условиях высокой концентрации электромагнитных полей.
Исследования показали, что различия в напряжённости магнитного поля и продолжительности его воздействия могут приводить к значительным различиям в результатах. Различные участки одного и того же магнитного поля также могут влиять на результаты; например, сперматозоиды потомства беременных мышей, помещённые в центр МРТ, давали нормальные сперматозоиды, в то время как сперматозоиды, помещённые в область входа в МРТ, давали аномальные сперматозоиды. Аналогичным образом, личинки данио-рерио в центре статического магнитного поля (СМП) демонстрировали более высокую скорость слияния отолитов, чем личинки на периферии, вероятно, из-за различий в однородности поля.
В современных исследованиях магнитные поля обычно подразделяются на три типа: неравномерные поля, создаваемые магнитами, и однородные поля, создаваемые сверхпроводящими или обычными магнитами. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что неравномерные магнитные поля оказывают более существенное влияние на репродуктивное развитие, чем однородные поля. Существующая литература демонстрирует значительные различия в экспериментальных результатах, основанных на различной длительности воздействия. Например, в исследованиях с кратковременным воздействием обычно наблюдаются острые эффекты, такие как изменения потенциала клеточной мембраны или приток ионов кальция. Напротив, более длительное воздействие с большей вероятностью вызывает хронические эффекты, такие как изменения в регуляции экспрессии генов или структурные изменения репродуктивных органов. Эти различия свидетельствуют о том, что длительность воздействия статического магнитного поля (СМП) играет решающую роль в механизмах его действия.
Следует отметить, что в некоторых исследованиях не сообщалось подробно о длительности воздействия или оно не анализировалось как независимая переменная, что может ограничивать интерпретируемость результатов. Например, в некоторых экспериментах документируются только интенсивность воздействия и выводы, при этом игнорируется потенциальное влияние продолжительности воздействия на результаты или указывается лишь приблизительное время вместо точного. Такие упущения могут снизить сопоставимость результатов различных исследований и увеличить неопределенность при воспроизведении экспериментов. Чтобы устранить эти ограничения, в будущих исследованиях следует уделять больше внимания регистрации и анализу продолжительности воздействия как ключевой переменной. В частности, эксперименты должны включать ряд градиентов времени воздействия, чтобы выяснить, существует ли «критический порог эффекта» — конкретная временная точка, после которой наблюдаемые эффекты значительно усиливаются или уменьшаются.
Таким образом, необходимы дополнительные данные и эксперименты для выяснения специфического влияния электромагнитных полей различной интенсивности и продолжительности воздействия на репродуктивную функцию.
Больше полезных статей про аппараты МРТ:
https://www.theexp.ru/apparat-mrt
Источники:
1. Zhang, C.; Dong, C.; Liu, X.; Zhang, J.; Li, Q.; Chen, S.; Zhao, H.; Huang, D. Recent Studies on the Effects of Static Magnetic Fields (SMF) on Reproductive Function. Curr. Issues Mol. Biol. 2025, 47, 116.
2. Chakeres, D.W.; de Vocht, F. Static magnetic field effects on human subjects related to magnetic resonance imaging systems. Prog. Biophys. Mol. Biol. 2005, 87, 255–265.
3. Franco, G.; Perduri, R.; Murolo, A. Health effects of occupational exposure to static magnetic fields used in magnetic resonance imaging: A review. Med. Lav. 2008, 99, 16–28.
4. Karpowicz, J.; Gryz, K.; Politański, P.; Zmyślony, M. Exposure to static magnetic field and health hazards during the operation of magnetic resonance scanners. Med. Pr. 2011, 62, 309–321.
5. Kulin, H.E.; Skakkebaek, N.E. Environmental effects on human reproduction: The basis for new efforts in eastern Europe. Soc. Sci. Med. 1995, 41, 1479–1486.
6. Al-Akhras, M.A.; Elbetieha, A.; Hasan, M.K.; Al-Omari, I.; Darmani, H.; Albiss, B. Effects of extremely low frequency magnetic field on fertility of adult male and female rats. Bioelectromagnetics 2001, 22, 340–344.
7. Narra, V.R.; Howell, R.W.; Goddu, S.M.; Rao, D.V. Effects of a 1.5-Tesla static magnetic field on spermatogenesis and embryogenesis in mice. Investig. Radiol. 1996, 31, 586–590.
8. Rostamzadeh, A.; Anjamrooz, S.H.; Rezaie, M.J.; Fathi, F.; Mohammadi, M. Biological Effects of Magnetic Resonance Imaging on Testis Histology and Seminiferous Tubules Morphometry. Oman Med. J. 2019, 34, 544–552.
9. Al-Akhras, M.A.; Darmani, H.; Elbetieha, A. Influence of 50 Hz magnetic field on sex hormones and other fertility parameters of adult male rats. Bioelectromagnetics 2006, 27, 127–131
10. Wang, L.; Du, H.; Guo, X.; Wang, X.; Wang, M.; Wang, Y.; Wang, M.; Chen, S.; Wu, L.; Xu, A. Developmental abnormality induced by strong static magnetic field in Caenorhabditis elegans. Bioelectromagnetics 2015, 36, 178–189.
11. Van Huizen, A.V.; Morton, J.M.; Kinsey, L.J.; Von Kannon, D.G.; Saad, M.A.; Birkholz, T.R.; Czajka, J.M.; Cyrus, J.; Barnes, F.S.; Beane, W.S. Weak magnetic fields alter stem cell-mediated growth. Sci. Adv. 2019, 5, eaau7201.
12. Levin, M.; Ernst, S.G. Applied AC and DC magnetic fields cause alterations in the mitotic cycle of early sea urchin embryos. Bioelectromagnetics 1995, 16, 231–240.