исследованиях, которые позволяют использовать их в качестве экспертнс биологических эффектов ЭМИ больших ППЭ.

В литературе имеется небольшое число публикаций по морфологичес» дованиям животных при воздействии ЭМИ. Довольно обстоятельные tu провел Барански (1972). Большое внимание уделялось структурным иэ головного мозга после воздействия на животных микроволн (Э. Албер слзднее время появились работы по реакциям нейроглиального коми ЭМ-поля. Следует сразу оговориться, что эти исследования привлекаются нению тонких механизмов и слабых эффектов ЭМ-излучений и, видимо, -интерпретировать в гигиеническом аспекте вредности этого фактора.

Основной вывод, который можно сделать, анализируя морфологаче дения, сводится к тому, что при интенсивном (более 10 мВт/см ) вс микроволн (2-14 ГГц) наблюдаются изменения циркуляторного и дг ского характера, зависящие от уровня ППЭ и времени облучения. Эти ие носят специфического характера и присущи обьпшому тепловому вг

К сожалению, большинство морфологических исследований проведе! чайно выбранных ППЭ и времени воздействия. Представляло интерес иэ)

действие ЭМИ с большими значениями ППЭ и времени воздействия,----

щими 0,1%иой гибели животных (собак, крыс и мышей).

По нашему предложению Н. А. Гайдамакин и С. В. Петрухнн на (12 подопытных н 10 контрольных), 80 крысах и 60 мышах провели э» морфологические и гистохимические исследования: им не был известен тер воздействия, ни с какой группой животных они работают. ППЭ 6v для всех видов животных - 300 мВт/см (2,4 ГГц). Время облучения cot ляло 3 мии, для крыс 2 мнн и для мышей 0.86 мин. Животных облучали ( в течение 90 сут.

Изучению были подвергнуты головной мозг, глаза, кишечник, печень, i ная железа, а также семенники животных. Препараты окрашивали гемг эозином по Нислю, Браше, ван-Гизону и Масеиу; гисгохимическн опреде,-жание РНК, ДНК, гликогена, жира, холинэстеразы, сукицииатгидрогена гидрогеназы, а-глицерофосфатдегидрогеназы, глюкозо-6-фосфатдегидрог ноаминооксидаэы, глутаматдегидрогеназы, кислую и щелочную фос( следующие сутки после последнего облучения собак забивали электротс и мышей - декапитацией.

Наибольший интерес представляют морфологические данные по СВЧ-поля иа структуры головного мозга.Были изучены чувствительная н! ная зоны коры больших полушарий и субэпиндимная область передних f вых желудочков с расположенными в ней матричными клетками. Обнар вохп>но большие индивидуальные различия морфологических показателей иых собак наблюдали распад единичных субэпиндимиых клеток, MenKO* кровоизлияния в вещество мозга, а также возрастные изменения. Число! ность морфологических сдвигов в равной степени встречаются у живо™ иой и контрольной групп. У облученных крыс и мышей морфолог" ния были такими же, как у контрольных.

С одинаковой частотой у собак, крыс и мышей находили мор изменения в глазу: в эпителии роговицы отдельные или группы клеток стоянии дегенерации, их митотическая активность довольно сильно я» Видимых проявлений помутнения хрусталика не обнаружено. Сегчатк была изменена.

При исследовании кишечника обращалось внимание иа общую стру стой оболочки, на состояние нервных клеток в ганглиях межмышечных > В слизистой оболочке оценивались митотическая активность; интенси"" ления слизи по количеству бокаловидных клеток и их наполнению; ч" дения клеток Кульчицкого и содержание в них гранул (продукция синтетическая функция клеток (по уровню РНК) стромы ворсин. По показателям различий у животных подопытной и контрольной групп не! У мышей чувствнгепьность к ЭМИ была значительно выше, чем у соб

Для исследования были взяты ткани легких только тех животных, при микроскопическом обследовании были обнаружены патологические 1

давляюшем большинстве случаев морфологические изменения в легких свиде-*»оваЛИ о перенесенном воспалителыюм процессе. Частота этих морфологи-<*%v находок у животных подопытной и контрольной групп бьша практически

«совой и составляла 0,5-1,5%. «"""Морфологические исследования сперматогенеза проводили только иа собаках. «(йльшинства собак как подопытной, так и контрольной групп состояние спермато-1 было обычным, а у некоторых животных он характеризовался возрастными

****енйями: потеря герминативных клеток и склероз иитерстициальной ткани. Ш**?" о;<имИЧеские исследования, которые проводили на тканях головного мозга, и надпочечниках и щитовидной железе, имели значительные индивидуальные eJy, и не позволяли достоверно связать те или иные находки с воздействием

Л/ООВОЛИ.

Таким образом, проведенная экспертная оценка патологической значимости ооволнового облучения с ППЭ 300 мВт/см при времени воздействия, равном •Jjpo риска по гибели 0,1%, свидетельствует об отсутствии морфологических и !2яохимических изменений в головном мозге (чувствительная и двигательная зо-*f (ишечнике, легких и яичках.

В 1980 г. мы познакомились с обстоятельной работой Мак Ри и его коллег 1125], оторые проводили исследования на кроликах. Животных подвергали микроволновому облучению (2,45 ГГц) ежедневно по 23 ч в течение 180 сут с ППЭ Т- 10 мВт/см (пиковое УПМ 17 Вт/кг на голову, среднее 1,5 Вт/кг). Изучены 26 био-дрщнческих показателей крови, морфология крови, содержание катахоламина и лреатинина в моче. Проведены широкие морфологические исследования и оценена решпия селезеночных лимфоцитов на митогены. Через 30 сут после облучения провели патологический анализ практически всех органов забитых животных. Отмечено отсутствие изменений как в массе органов (головного мозга, легких, сердца, печени, почек, надпочечников, гипофиза, щитовидной железы и яичек), так и в их гистологической структуре. Однако при анализе костного мозга миэлоидно-эритроидный коэффициент был достоверно выше у облученных кроликов. Отмечалось также юсговерное уменьшение альбумино-глобулинового коэффициента и процентного содержания эозинофилов.

Хотя эти исследователи и подчеркивают, что эксперименты проведены на небольшом количестве животных (четыре подопытных и четыре контрольных кролика), ошко обнаруженные изменения в костном мозге и некоторые биохимические швиги в кровн при отсутствии патологических наблюдений в органах должны несом-ио настораживать.

Конечно, вопросы патоморфологии, особенно при хроническом воздействии МИ с УПМ, равным" 3 Вт/кг или меньше, далеки от решения. Морфологические впования имеют не только гигиеническое значение. Они полезны и при оценке тивности ЭМ-полей как лечебного средства. Необходимы дальнейшие морфо-!ские гистохимические и электронно-микроскопические исследования, осо-яо тонких структур нервной ткани и клеточных структур головного мозга, Усталика и герменативной ткани.

Глава 3

ДЕТАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ КАК ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ иСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ •ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

JJHbie эффекты, получаемые на животных, могут служить пре-- количественной моделью установления соотношения доза-т. Феномен гибели можно рассматривать и анализировать как Ральную реакцию всего организма, строго заСвисящую от биологи-вариабельности изучаемого вида животных и физических пара-

метров воздействующего фактора. Особенность формирования ной реакции (по критерию гибели) - ее стохастичность - дает вс ность изучать наблюдающиеся эффекты строго количественно, полировать количественное значение эффекта с одного вида жи1 на другие. Наконец, изучение закономерностей формирования пора в зависимости от интенсивности и времени микроволнового обл может служить теоретической и экспериментальной основой для поляции полученных закономерностей в область малых значений.. такой подход предопределил успешное решение важной проблемы диобиологии и токсикологии - нахождение патологически зна (незначимых физических и химических параметров [2, 13, 97].

Этот критерий применительно к ЭМ-излучению можно рассмац в следующих аспектах:

1) установления зависимости доза-эффект от мощности дозы ния, вида животного и качественных особенностей излучения (ч вторичной модуляции);

2) получения граничных значений интенсивности и времени обл

3) количественной оценки скорости восстановительных проце наличия кумулятивных эффектов;

4) установления корреляции вероятности гибели со степенью ния теплового баланса организма и физиологическими параметр сердечно-сосудистой и дыхательной системами;

5) создания "тепловой" модели действия ЭМ-фактора с испс нием основных идей по теплорегуляции организма при возде высоких температур;

6) использования видовых термодинамических особенностей ня основного обмена, массы тела, потребления кислорода, врел характеристик реакции и восстановления некоторых физиолог* функций и др.) для экстраполяции на человека условно-пороговых.1 НИИ дозы, мощности дозы и времени облучения.

К сожалению, цель большинства исследований - получить не фу нальные зависимости, а определить так назьшаемые нулевые (п нус неопределенность) пороги гибели животных Если такие да приводятся, то подчас не указывается количество животных в руемых группах, не сообщается вероятность гибели животных, пр« ется неадекватная обработка экспериментальных данных и т. д. По анализ такой зависимости, как доза-эффект, чрезвычайно загр Однако оказалось возможным исследовать зависимость между нем облучения и ППЭ при гибели животных, равной 0-0,1%.

Прежде чем приступить к анализу и суммированию имеющихся ратурных данных, бьшо бы целесообразным сначала изложить соб ные экспериментальные материалы.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ ГИБЕЛИ ОТ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА ЭНЕРГИИ ВРЕМЕНИ ОБЛУЧЕНИЯ

Основные экспериментальные данные, полученные нами, бьши опубли-ованы в работах (4, 20, 67-70, 82], поэтому здесь ограничимся лишь кратким изложением основных положений.

Исследования проведиы на 3249 мышах, 2072 крысах н 159 собаках. Для облучения использовали генератор мошностью 2,5 кВт с частотой излучения 2,45 ГГц: Лщвотных облучали в безэховой камере. Коэффициент отражиия поглощающего материала для частоты 2,4 ГГц ие превышал 3-4%.

Мышей н крыс облучали в плексигласовых камерах, собак - в специальном данке. Неравномерность ППЭ составляла 01Б) : для мышей 1, крыс - 2 и собак - 3. Эксперименты проводили в диапазоне ППЭ 60-800 мВт/см.

Анализируя экспериментальные данные по гибели животных различными методами (линеаризация, пробит- и логит-анализа), мы убедились, что функция нормального распределиия дает хорошее согласие эмпирических значений с теоретическим распределением. Сравниие проводили по критерию Колмогорова, который хотя и ие служит доказательством нормальности эмпирического распределения, однако указывает иа достаточную вероятность приемлемости этого допущения. Вероятность правдоподобия была не ниже 96%.

На рис. 3.1 в качестве примера приведены три экспериментальные кривые дам ППЭ 60, 100 и 800 мВт/см . ЛДво составила соответственно 79,37 и 27 Дж/см а среднее эффективное время гибели 50% животных .(ETso) - 22,6 и 0,57 мии! Интересные выводы можно сделать, анализируя эксперимитальные данные методом линеаризации с установлением порога "нулевого" эффекта. Имеется очень высокое соответствие экспериментальных данных с этой функцией.

В табл. 3.1 приведена только линейная и пробит-логарифмическая I аппроксимация экспериментальных данных. Таким образом, во-первых, совершенно четко определяется зависимость вероятности гибели живот-I ных от ППЭ (/) (экспозиционной мощности дозы) и времени облучения (0. во-вторых, с уменьшением ППЭ общая зкспозющонная доза {It) I увеличивается, в-третьих, имея вероятностные кривые зависимости гибели животных от времени облучения и интенсивности ЭМИ, путем интерполяции либо экстраполяции можно получить гфомежуточные значения функ-ВДи и аргумента. Наконец, совершенно отчетливо гфосматриваются видовые различия в реакции животнькна ЭМИ.

о, ------ ------

»Ид Характеристические кривые гибели мышей при микроволновом воздейст-УА ГГц) как функция времени (в) или экспозиционной дозы.облучеиия (б): ~ - ППЭ соответственно 800, 100 и 60 мВт/см

S т 15 20 25 время облучения, мин

36 54 72 4030, Дж/см

Таблица 3.1. Линейная н пробит-логарифмическан аппроксимация экспериментальных данных по гибели L животных в зависимости от ППЭ / и времени t облучения

Функция

Линейная

L =Ы~а

Пробит-логариф-

мическая

L=b\it-a

Примечание. В скобках - общее количество животных, t L - в %; Л - в пробит-еднннцах.

в мин;

3.2. СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ ПОРОГОВОГО ЭФФЕКТА

Конечно, для гигиенического нормирования наибольшее значение имеет нне минимального эффекта вредности и возможность его переноса на

Чрезвычайно важно знать, что принять за порог значимого эффекта.

Имея характеристические кривые, можно получить разные значения ответной биологической реакции. Часто возникают вопросы, насколько дале* но экстраполировать соответствующие дозовые значения, какую функцию выбрать для этого н т. д. Эти вопросы возникали и перед радиобиопогами и т. логами.

Решение об адекватности метода, анализа и возможности получения э* циоииых дозовых значений может быть чисто формалы1ым, основанным иа ( ствии или иа расхождении полученной теорегич1ской зависимости с эмпири распределением. Это расхождение находят с помощью критериев и табли"" чеинй ожидаемых отклонений при заданном уровне достоверности. Наиб< почтимым решением является нахождение функции, имеющей наименьшее деиие между эмпирическим и теоретическим распределениями. Такой подход! ко распространен и может быть признай адекватным только в пределах полу экспериментальных данных. Когда несколько функциональных методов дах шее совпадиие (например, линеаризация и пробит-аналнз), их формальный* ие разрешает задачи, а иногда даже усложняет ее. Действительно, если призна» мальиым применение всех видов функций, то тогда расхождение времени дв ния иизколетальных эффектов, полученных эксграполяционным путем, признать артефактом илн эксперимента, илн примшошьсс методов.

Во многих хорошо известных работах по медицинской и биологической! стике отсутствуют методы анализа низколетальных эффектов и правомо экстраполяции полученной функциональной зависимости за пределы конк экспериментальных данных.

Большинство радиобиологов, токсикологов, фармакологов, используя эффективные значения эффекта и соответствующие методики, в экспе* определяют видовую чувствительность, закономерности формирования nf

ния, восстановления и кумуляции эффектов. Единственно слабым местом го подхода является проблема определения коэффициента безопасности, * „дящего полученные закономерности из области легальных или повреждаю- эффектов в область безопасных, предельно допустимых, "безвредных" и т. д. КАфиииент запаса чаще всего определяют интуитивно с учетом личного и об-PrtieHHoro научного опыта в конкретной области исследования. Принятие окои-"[ьного решения по определению порога эффекта у разных исследователей за-г от применяемого метода функционального анализа зависимости доза-эффект "вид* животных. Поэтому нередко предлагаемые "безопасные" ППЭ значительно

Действительно, метод линеаризации предусматривает прямую пропорциональ- между временем воздействия и величиной эффекта. С его помощью иевозмож-I объяснить стохастнчность формирования эффекта гибели, адаптацию, восстано-дельные реакции организма животного в период облучения. Этот метод приводит . долучеиию пороговых значений О и 100%-иой гибели. Логит-функцня является •дсическим примером анализа регуляции численности популяций. Она применима , для анализа численности популяции при условиях (например, определенном колн--ве корма), ограничивающих ее существование. По аналогии с последним огра-дааюшим условием в наших исследованиях выбрано время ЭМ-облучения для ых значений гибели экспериментальной группы животных. На примере гибели иоивй при ЭМ-воздействии была доказана нормальность распределения экспери-" -тальных данных, что позволяет считать пробит-анализ наиболее предпочтнтельг .„1 мегодом обработки экспериментальных данных по гибели животных. Однако выбор метода ие решает проблемы экстраполяции значений доз иа низкие уровни эффекта. Без определенных доказательств нельзя быть уверенным \ достоверности этой информации. Прежде всего нужно иметь отчетливое представ--ие о необходимых границах экстраполяции. Если значение критерия согласия ледовательно удовлетворяет условию нормальности в области 10 и 2а, то его ожио распространить и на область 3(7, Иными словами, уровень достоверности г минимально необходимом количестве животных для получения кривой доза-"ект должен быть не менее 0,001 (0,1%). Этот уровень и был принят как "порог" <а. По данным демографических исследований, он соответствует средней естест иой смертности человека [14,36].

3.3. ПАРАМЕТР ВРЕМЕНИ ПРИ МИКРОВОЛНОВОМ ОБЛУЧЕНИИ

Временной параметр, или время действия фактора (в отрыве от био-""тческого объекта), связан с силой воздействия простой линейной симостью. Однако, когда он рассматривается в связи с ответной реак-организма, временнь1е закономерности формирования стрессютвета его элиминация (восстановление нормальной реактивности) будут

нание временнь1Х параметров скорости восстановления, а также остатнего эффекта (последний связан с проявлением кумуляции и недоста-тью восстановления) необходимо для прогноза нежелательных ктов. Когда рассматривают их как ответную реакцию организма, "bie закономерности формирования стрессютвета и его злимина-будут зависеть от того, на каком уровне (организменном, систем-> органном и т. д.) регистрируется эффект и от предшествующего "iffloHanbHoro состояния организма. Каждая функция организма свою временную характеристику: нервные и хемообменные про- протекают в течение нескольких секунд, нейрогуморальные и гор-*«ьные процессы - в течение нескольких минут, всасывание и вьше-метаболигов - в течение нескольких часов, скорость обновления