Изучение влияния ЭМИ РЧ (2,4 ггц) от роутера системы беспроводной связи на репродуктивные показатели клеточной гибели в яичниках

1.

VIII СЪЕЗД ПО РАДИАЦИОННЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ
12-15 октября 2021
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭМИ РЧ (2,4 ГГц) ОТ РОУТЕРА
СИСТЕМЫ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ WI-FI НА
РЕПРОДУКТИВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ И УРОВЕНЬ
КЛЕТОЧНОЙ ГИБЕЛИ В ЯИЧНИКАХ D. MELANOGASTER
О. В. Шаховская, Е. В. Цуканова, К.М. Фабушева
ГНУ «Институт радиобиологии НАН Беларуси», Гомель, Беларусь

2.

Использование источников электромагнитного излучения: сотовая связь,
компьютеры беспроводные средства доступа в интернет и других, максимально
приближенных к человеку, приводит к увеличению техногенной компоненты
электромагнитного излучения (ЭМИ). Стремительное развитие технологий с
использованием электромагнитной энергии, увеличение потребностей в
использовании компьютеров, планшетов и сотовых телефонов, для выхода в
интернет обусловили широкое распространение системы беспроводной связи WiFi, для подключения к которой используется специальные маршрутизаторы – WiFi-роутеры, с частотой излучения 2,4 ГГц. На сегодняшний день система
беспроводной связи Wi-fi используется практически повсеместно и человек в
независимости от возраста и вида деятельности, пребывает в зоне влияния данного
источника ЭМИ радиочастотного диапазона (РЧ) практически круглосуточно, что
обуславливает актуальность изучения хронического влияния данных приборов на
живые организмы, изучение механизмов и отдельных последствий этого
воздействия.
Цель: изучение влияния ЭМИ РЧ (2,4 ГГц) от роутера системы беспроводной
связи Wi-Fi на репродуктивные показатели и уровень клеточной гибели в яичниках
D. melanogaster.

3.

Материалы и методы
Эксперименты были проведены на лабораторных линиях
Drosophila melanogaster.
Drosophila melanogaster была выбрана как биологическая модель
в связи с тем, что:
имеет идентичные клеточные функции в клетках насекомых и в
клетках млекопитающих;
геном Drosophila melanogaster полностью отсеквенирован,
причем значительная часть генов является ортологами генов
млекопитающих, что предполагает общность механизмов ответных
реакций на воздействие стресс – факторов у насекомых и человека;
насекомые, а особенно Drosophila melanogaster более устойчивы
к определенным видам стресса (таким, как, например, ЭМИ);
имеет короткий жизненный цикл, чем млекопитающие (около
12 суток);
можем наблюдать влияние стрессового фактора на потомство в
течении нескольких дней, что является явным преимуществом
использования Drosophila melanogaster в экспериментах в сравнении
с другими биологическими моделями;
небольшая продолжительность жизни (до 3 месяцев) позволяет
исследователям получать достаточно большое количество данных за
сравнительно небольшой период времени.

4.

В качестве экспериментальных групп были выбраны линии
Canton-S
Линия Canton-S является диким
типом
и
более
конкурентоспособной
по
сравнению
с
трансгенными
линиями. Помимо этого, особи
данной линии быстрее вступают в
спаривание
и
дольше
спариваются, а также имеют более
высокую
двигательную
активность .
Hsp22
содержит ген белка GFP под
контролем
эндогенных
промоторов генов стресс-ответа,
что
позволяет
проводить
детекцию
неблагоприятных
факторов в экспериментах in
vivo,
без
проведения
дополнительного генетического
анализа. Hsp22-GFP содержат
GFP-репортеры генов белков
теплового шока.

5.

После синхронизации популяций D. melanogaster линий Canton-S и Hsp22 вылетевших мух
подсчитывали, разделяли по полу. Формировали контрольную и экспериментальную группы.
Контрольная группа содержалась в стандартных комнатных условиях.
Экспериментальная группа подвергалась постоянному (на протяжении получения поколения мух
F1-F3) влиянию ЭМИ РЧ 2,4 ГГц от роутера Wi-Fi в стандартных комнатных условиях.
Схема исследования воздействия ЭМИ на репродуктивные показатели дрозофил первоготретьего поколений (F1-F3)
Экспериментальные
группы
Линии D. melanogaster
первого-третьего поколений
(F1-F3)
Изучаемые показатели
Canton-S и Hsp22
- количество куколок;
- количество вылетевших
особей;
- соотношение мужского и
женского пола;
- уровень клеточной гибели в
яичниках дрозофил.
«Контроль» - интактные
животные
«Хроническое облучение» (на
протяжении всех трех
поколений мух F1 – F3)

6.

Для анализа динамики вылета проводилось ежедневное отслеживание состояния мух в
определенное время суток. При разделении дрозофил по полу использовали специальный столик с
регулировкой подачи СО2. Животных разделяли с помощью ручной лупы (увеличение 4х) и кисточек
(синтетика, №6).
Оценку уровня клеточной гибели в яичниках дрозофил проводили с помощью окраски клеток
яичников акридиновым оранжевым с последующим анализом препаратов во флуоресцентном
микроскопе. Полученные изображения:
Морфология яйцевых трубок Drosophila melanogaster линии CantonS, содержащихся в стандартных
условиях; окрашены акридиновым оранжевым; масштаб: 50 мкм

7.

Морфология яйцевых трубок Drosophila
melanogaster линии CantonS, содержащихся в
условиях постоянного воздействия ЭМИ роутера
Wi-Fi; стрелки указывают на апоптотические
клетки; окраска акридиновым оранжевым;
масштаб: 50 мкм
Морфология яйцевых трубок
Drosophila melanogaster линии
Hsp22, содержащихся в условиях
постоянного воздействия ЭМИ
роутера Wi-Fi; стрелки указывают
на апоптотические клетки; окраска
акридиновым оранжевым; масштаб:
50 мкм.

8.

Результаты
А
% апоптотических клеток
При анализе облученных дрозофил линии CantonS потомства F1 было отмечено достоверное увеличение
количества куколок на 28,15% относительно контроля.
Так же увеличилось количество не вылетевших
дрозофил – на 52,73%, а соотношение полов не имело
существенных различий между группами (1:0,97 –
самец:самка). Уровень клеточной гибели в яичниках
дрозофил линии Canton-S повысился незначительно –
на 3,33% относительно контроля.
Во втором поколении F2 дрозофил наблюдалось
снижение количества куколок (на 38,13%) и не
вылетевших имаго (на 82,07%) линии Canton-S;
соотношение полов осталось практически равным
(1:0,99 – самец:самка). Однако уровень клеточной
гибели повысился на 19,15% относительно контроля.
Третье поколение F3 дрозофил линии Canton-S
характеризуется ухудшением показателей: количество
куколок достоверно возросло на 268,51%, а количество
не вылетевших имаго повысилось на 137,04%
относительно контроля, при этом было отмечено
количественное преобладание самок (0,79:1 –
самец:самка), а значение апоптоза в яичниках дрозофил
линии Canton-S возросло на 65,31%.
Canton-S
Контроль
Облучение
16
14
12
10
8
6
4
2
0
F1
F2
F3
Рисунок 1 – Количество апоптотических клеток в яйчниках (А)
дрозофил линии Canton-S трех поколений, развивавшихся в
условиях постоянного влияния ЭМИ роутера Wi-Fi
Данная динамика репродуктивных показателей
дрозофил линии Canton-S предполагает отдаленные
негативные последствия влияния ЭМИ РЧ 2,4 ГГц
от роутера Wi-Fi. Динамика соотношения мужского
и женского пола в поколениях свидетельствует о
тенденции к адаптации дрозофил. Апоптоз клеток в
яичниках повышается в каждом последующем
поколении, что говорит об ухудшении качественных
характеристик репродуктивной системы (Рисунок 1)
.

9.

А
% апоптотических клеток
В поколении F1 дрозофил линии Hsp22 количество
апоптотических клеток в яичниках дрозофил группы «облучение»
превысило контрольные значения на 87,5%. А также снизилось
количество куколок на 12,95% и не вылетевших дрозофил на
3,33%; соотношение полов сместилось в сторону самцов– 1:0,91.
В поколении F2 отмечается тенденция к адаптации дрозофил
на воздействие ЭМИ РЧ 2,4 ГГц от роутера Wi-Fi: снизилось
количество куколок (на 17,65%) и не вылетевших имаго (на
2,13%), а соотношение полов сместилось в сторону самок (0,88:1 –
самец:самка), но количество апоптотических клеток в яичниках
самок повысилось на 54,29% относительно контроля.
У поколения F3 отмечается достоверное увеличение
количества куколок (на 103,44%) и не вылетевших имаго (на
69,23%). Соотношение полов еще больше сместилось в сторону
самок (0,82:1 – самец:самка). А уровень клеточной гибели
повысился на 93,75% относительно контроля.
Динамика количественных показателей репродуктивной
системы облученных дрозофил отражает адаптацию в первом и
втором поколении линии Hsp22, однако повышенное содержание
апоптотических клеток в яичниках самок всех трех поколений
говорит
о
наибольшей
чувствительности
качественных
характеристик и негативных последствий воздействия ЭМИ РЧ 2,4
ГГц
(рисунок 2).
Hsp 22
Контроль
Облучение
14
12
10
8
6
4
2
0
F1
F2
F3
Рисунок 2 – Количество апоптотических
клеток в яичниках (А) дрозофил линии Hsp22 в F1F3, развивавшихся в условиях постоянного влияния
ЭМИ роутера Wi-Fi

10.

Заключение
В ходе научно-исследовательской работы проведены эксперименты по оценке репродуктивных показателей
двух линий D. Melanogaster , находящихся в условиях постоянного влияния ЭМИ роутера Wi-Fi.
Динамика репродуктивных показателей дрозофил линии Canton-S предполагает отдаленные негативные
последствия влияния ЭМИ РЧ 2,4 ГГц от роутера Wi-Fi. Значительное повышение уровня клеточной гибели в
яичниках было отмечено у дрозофил линии Hsp22. Количество апоптотических клеток в яичниках повышается в
каждом последующем поколении, что говорит об ухудшении качественных характеристик репродуктивной
системы.
Гибель клеток имеет большое значение в процессе эмбрионального развития, так как активно включается в
формирование морфофункциональных систем организма. Апоптозу принадлежит ведущая роль в
ремоделировании тканей в процессе эмбриогенеза, при котором клеток образуется намного больше, чем
требуется. Это обуславливает адаптационный процесс – избавление организма от поврежденных клеток,
восстановление качественного состава популяции.
В подтверждение теории о сохранении популяции, находящейся в негативных условиях, во втором и
третьем поколениях дрозофил всех экспериментальных линий наблюдается тенденция к увеличению количества
самок в потомстве.
При анализе взаимосвязи изменения уровня апоптоза в клетках яичников и репродуктивных показателей
особей D. melanogaster, содержащихся в условиях постоянного влияния ЭМИ РЧ (2,4 ГГц) была отмечена прямая
зависимость повышения плодовитости и смертности потомства на стадии развития куколки с увеличением
количества апоптотических клеток в яичниках самок дрозофил.

11.

Спасибо за внимание.