مقدمه
تکنولوژیهای پیشرفته از منابع مولد امواج الکترومغناطیسی هستند، مانند تجهیزات پزشکی و لوازم خانگی و غیره که متأسفانه همگی در جامعه بشری امروز کاربرد دارند. یکی از عوارض این امواج میتواند تأثیرات احتمالی آسیبرسان و مضر باشد که حاصل یک زندگی صنعتی است. تعداد زیادی از مردم همیشه بهطور ناخواسته در زندگی روزمره خود تحت تأثیر امواج الکترومغناطیسی هستند. امواج الکترومغناطیسی اشکال متنوعی دارند که از دیدگاه منابع تولیدکننده، امواج را میتوان به این موارد طبقهبندی کرد:
آن دسته از امواج الکترومغناطیس که از منابع دستگاهها و تجهیزات پزشکی تولید میشود، بهطور نمونه: دستگاههای رادیولوژی، امآرآی، سیتیاسکن و دستگاه سونوگرافی. آن دسته از امواج الکترومغناطیس که از لوازم و تجهیزات مخابراتی و نیروگاهی تولید میشود، همانند انواع تلفنهای موبایل، انواع رایانهها و مانیتورها، وجود فرومغناطیسها در صنعت و کابلهای فشار قوی برق و بیسیم و دکلهای مخابراتی و دستهای دیگر که از انواع لوازم خانگی حاصل میشود، مثل تلویزیون، جاروبرقی، سشوار، ریشتراش برقی، اجاقهای مایکروویو و تشکهای برقی، چرخ خیاطی برقی و یا دستهای که از لوازم و تجهیزات صنعتی ایجاد میشود، مثلاً آسانسورها، ژنراتورها و رادارها. همچنین منابع طبیعی میتوانند مولد امواج الکترومغناطیس باشند که میتوان به رعد و برق و اشعه ماورای بنفش و پرتوهای گاما و X و امواج مادون قرمز و پرتوهای کیهانی و پرتوهای آزادشده از انفجارات خورشیدی و غیره اشاره کرد.
امواج الکترومغناطیسی براساس شدت میدان طبقهبندی میشود که بسته به دُز و شدت میدان الکترومغناطیس در دستگاههای مولد آن براساس تعیین نوع منبع تولیدکننده میدان و میزان شدت جریان الکتریکی متفاوت است [
1، 2]. با رشد چشمگیر استفاده از تکنولوژیهای نوظهور و وابسته به کامپیوتر که در سراسر جهان همگی مولد امواج الکترومغناطیس هستند، بایستی در انتظار گزارشهای بیشتری درمورد وقوع تأثیرات مخرب و زیانبار امواج الکترومغناطیسی و انواع آسیبهای احتمالی در اندامهای مهم بدن و ایجاد بیماریهای ناشناخته جدید در جوامع انسانی باشیم، ازجمله اثر تخریبی امواج الکترومغناطیس در اندامهای تناسلی که موجب افزایش آمار ناباروری و نازایی در سالهای اخیر شده است. در بافت پروستات اثر تخریبی امواج باعث تخریب غشای هسته و ارگانهای سلولی و ناباروری میشود [
3].
در زندگی روزمره جامعه انسانی، اجتناب و دوری از امواج الکترومغناطیسی امکانپذیر نیست و در سالهای اخیر مطالعاتی ازلحاظ بافتشناسی و فیزیولوژی درخصوص ارزیابی اثرات امواج الکترومغناطیسی و نقش آن در سلامتی انسانها بیشتر مورد توجه قرارگرفته است [
4]. در مطالعات اخیر امواج الکترومغناطیسی در ایجاد طیف وسیعی از ناهنجاریهای سوماتیک نقش داشته است که از این میان میتوان به نازایی، سقط جنین، تولدهای نارس، عقبماندگی و نقص رشد داخل رحمی، ناهنجاریهای مادرزادی، بیماریهای ژنتیکی [
5] و اختلالات گوارشی، لوسمی، سرطانها و تغییرات فرمول خونی و تغییرات آنزیمی در بافتهای حیاتی اشاره کرد [
6]. همچنین مطالعات فراوانی درمورد اثرات سوء و آسیبرسان امواج الکترومغناطیسی بر بافتهای عصبی قلبیعروقی صورت گرفته است [
1].
نتایج مطالعه پژوهشگران بر روی تأثیر امواج الکترومغناطیسی بر روی بافت کلیه در رت نشان داد این امواج موجب تغییرات پاتولوژیک در بافت کلیه و ایجاد استرس اکسیداتیو و کاهش میزان سطوح آنزیمهای آنتیاکسیدانی میشود [
7]. اثرات مضر امواج الکترومغناطیسی با منشأ طبیعی یا صنعتی بر روی مورفولوژی، فیزیولوژی و بیوشیمی بافتهای زنده توصیف شده است که عوارض آن بر روی سلامتی وابسته به مدت و دُز است [
8]. بنا بر اهمیت دستگاه ادراری تناسلی در پژوهش حاضر بر آن شدیم تا به بررسی اثرات احتمالی امواج الکترومغناطیسی بر روی دستگاه ادراری ( بافتهای کلیه، مثانه و میزنای ) در رت بپردازیم.
مواد و روشها
در این پژوهش بنیادی و تجربی مجموعهای شامل 100 سر موش صحرایی بالغ نژاد ویستار با وزن تقریبی میانگین 200 گرم از خانه حیوانات دانشگاه علومپزشکی تبریز بهطور کاملاً تصادفی انتخاب شدند. در این مطالعه تمامی ملاحظات اخلاقی و پروتکلهای کار بر روی حیوانات آزمایشگاهی که مورد تأیید کمیته نظارت بر حقوق حیوانات آزمایشگاهی مرکز تحقیقات دانشگاه علومپزشکی تبریز بود، انجام شد. پس از انتقال موشها به آزمایشگاه، آنها 1 هفته در قفس بهمنظور سازگاری با محیط جدید نگهداری شدند. شرایط نگهداری موشهای صحرایی (آزمایش و کنترل) در طول نگهداری و آزمایش یکسان بود و غذای مورداستفاده آنها در ظرفهایی داخل قفس تعبیه شده بود و همراه با آن آب آشامیدنی مورد نیازشان نیز از بطری آب به شیوه مکیدن از لولههای شیشهای تأمین میشد. داخل قفسها از خاک اره پوشیده شده بود تا بستر مناسبی برای زندگی موشها فراهم شود و در طول تحقیق از 12 ساعت تاریکی و 12 ساعت روشنایی برخوردار بودهاند. دمای اتاق نگهداری 23/9 الی 25/3 سانتیگراد بود و درصد رطوبت اتاق 55 الی 60 درصد اندازهگیری شده بود. روزانه صبح و عصر 2 بار برای هر موش 20 گرم غذای آماده (پلیت) در نظر گرفته شده بود.
موشهای صحرایی بهطور تصادفی در 2 گروه 50 سری شامل گروه آزمایش و گروه کنترل بدین شرح تقسیمبندی شدند:
گروه آزمایش شامل 50 سر از موشهای صحرایی بود که بهطور تصادفی انتخاب شدند و در دستگاه تولیدکننده امواج الکترومغناطیس قرار گرفتند. تمامی موشهای صحرایی گروه آزمایش 2 ماه و روزی 8 ساعت تحت تأثیر امواج الکترومغناطیسی با شدت یک میلیتسلا قرارگرفتند. گروه کنترل نیز که شامل 50 سر از موشهای صحرایی بودند بهطور تصادفی انتخاب شده بودند و بدون تابش امواج 2 ماه نگهداری شده بود [
1،
9].
دستگاه امواج الکترومغناطیسی شامل 2 قسمت بود که در بخش اول با 2 سیمپیچ مسی به فاصله حدود 50 سانتیمتر از هم جایگزین شده بود و حد فاصل آنها استوانهای چوبی قرار داشت که محل قرارگیری قفس موشهای مورد آزمایش بود. بخش دوم دستگاه مولد امواج الکترومغناطیسی عبارت بود از یک ترانس که ورودی و خروجی برق و ولتاژ و شدت جریان دستگاه مولد را نشان میداد و آن را قابلتنظیم میکرد. پس از انتهای هشتمین هفته در طول آزمایش (2 ماه) تمامی100 سر موش گروه کنترل و آزمایش به شیوه آسانکشی و با جابهجایی مهره گردن کشته شدند و بعداً نمونهبرداری کلیه و مثانه و میزنای انجام شد [
10]. در ابتدا نمونهها در فرمالین بافر 10 درصد فیکسه شدند. در مطالعه میکروسکوپ نوری، ابتدا پاساژ بافتی در دستگاه اتوتکنیکوم صورت گرفت و با دستگاه میکروتوم مقاطع 5 میکرونی تهیه و رنگآمیزی هماتوکسیلین ائوزین برای نمونههای مثانه و میزنای و رنگآمیزی اختصاصی با کیت TUNEL برای بافت کلیه بدین صورت انجام شد:
1. پارافینگیری مقاطع بافتی در گزیلل خالص؛
2. قرار دادن مقاطع بافتی پارافینگیریشده در دستگاه مایکرویو با توان 700 وات به مدت 10 دقیقه؛
3. انکوبه کردن مقاطع بافتی در ماده بافرفسفات و انکوبه کردن مقاطع بافتی به مدت 60 دقیقه در دمای 37 درجه سانتی گراد؛
4. شستوشوی مقاطع بافتی، 3 بار در ماده بافرفسفات؛
5. انکوبه کردن مقاطع بافتی در ماده بهمدت 30 دقیقه Antiflourescein-pad)؛
6. 3 بار شستوشو مقاطع بافتی در ماده بافر فسفات
7. آغشتهسازی برشهای بافتی به ماده Diamin benzidine)؛
8. رنگآمیزی افتراقی به روش هماتوکسیلین صورت گرفت و نهایتاً مشاهدات میکروسکوپی و نگارههای مربوطه همراه با نتایج آن بررسی شد [
11].
از آزمون آماری منویتنی برای تحلیل دادهها و نرمافزار SPSS در سطح معناداری کمتر از 0/05 استفاده شد.
یافتهها
گروه آزمایش
1. در مثانه و میزنای پس از رنگآمیزی وجود ضایعات مهم بافتی از قبیل نکروز، آتروفی، ایجاد شدن فضاهای خالی، پرخونی و خونریزی مورد مطالعه و ارزیابی قرار میگیرد.
2. در کلیه، القای آپوپتوز گروه آزمایش نسبت به گروه کنترل ازنظر آسیبشناسی براساس طبقهبندی شدت و وسعت ضایعات که در
جدول شماره 1 قابل مشاهده است، بررسی شد [
12، 13].
نتایج آماری P در ضایعات سلولی کلیه، مثانه و میزنای مثل نکروز، آتروفی، پرخونی و خونریزی، ایجاد شدن فضای خالی و القای آپوپتوز برابر با 05/≤0 بوده است (
جدول شماره 2).
نتایج نشاندهنده اثرات امواج الکترومغناطیس بهطور معناداری درمورد تغییرات آسیبهای سلولی از دیدگاه هیستوپاتولوژیکی و القای آپوپتوز در گروه آزمایش نسبت به گروه کنترل است.
گروه کنترل
در مشاهدات نمونه میکروسکوپی از نفرونها و مثانه و میزنای در گروه کنترل و بررسی سلولهای پوششی، عضلانی صاف و مخطط و بافت همبندی و سلولهای آندوتلیال عروق خونی طبیعی بود و حد فاصل سلولها هسته و سیتوپلاسم و دیوارههای آنها مشخص بود و هیچگونه آسیب سلولی به چشم نمیخورد (
تصویر شماره 1).
گروه آزمایش
نفرونهای کلیه
در بررسی آپوپتوز سلولهای نفرونی در کلیه با رنگآمیزی اختصاصی TUNEL در لولههای نفرونی و قوس هنله و غیره با هستههای قهوهای کمرنگ دیده میشد که همگی دچار القای آپوپتوز شده بودند. در بخشهایی از لولهها حتی سلولها در حالت پیشرفتهتر بدون هسته دیده میشدند که نکروزه شده بودند و در عروق مستقیم نیز در قسمتهایی به علت آسیب غشای آندوتلیومی آن، موجب خونریزی شده بودند (
تصویر شماره 2).
مثانه
در بافت پوششی مثانه ایجاد فضاهای خالی با از بین رفتن لایه بازال ممبران زیر لایه پوششی و نکروز سلولهای عضلانی و پوششی با بینظمی بافت مثانه همراه بود (
تصاویر شماره 3 و 4). لایه بازال ممبران در زیر لایه پوششی از بین رفته بود و یک آمیختگی در بافت و بینظمی بافتی (بین لایه پوششی و لایه همبندی زیرین) و هیپرکروماتینی هستهها با آتروفی و واکوئلاسیون دژنراسیون و نکروز سلولی دیده میشد.
در سلولهای پوششی و در لایه عضلانی زیر همبندی و در حالت پیشرفتهتر، آتروفی سلولی و حتی فضای خالی در بافت عضلانی ایجاد شده بود که همراه با پیکنوزه شدن هستهها در بعضی موارد و ایجاد شدن فضاهای خالی لابهلای بافت عضلانی بود و نکروز وسیع ملاحظه میشد (
تصاویر شماره 5 و 6).
میزنای
در لایه پوششی، قسمتهایی از لایه بازال ممبران زیر لایه پوششی از بین رفته بود و با آتروفی و دژنرسانس سلولی و هیپرکروماتینی هستهها و نکروز سلولهای پوششی میزنای و بیقاعدگی همراه بود. لایه زیرین بافت پوششی و فضاهای خالی ایجادشده و آمیختگی بافتی، بینظمی بافت بین بافت پوششی و بافت زیرین همراه با آتروفی سلولی و نکروز شدن آنها و ایجاد فضاهای خالی در عضلات صاف و نکروز سلولی دیده میشد. (
تصویر شماره 7).
بحث
تشعشعات یونیزان میدان و یا امواج الکترومغناطیسی میتواند بر سلامتی جامعه بشری اثرات مخربی داشته باشد. نتایج مطالعات صورتگرفته در موش صحرایی از دیدگاه هیستوپاتولوژیکی در 2 بخش کلیه و مثانه و میزنای در تحقیق حاضر چنین نشان داد:
بافت کلیه
با رنگآمیزی اختصاصی TUNEL، در مشاهده میزان وقوع آپوپتوز در بافت کلیه در سلولهای لوله نفرونی و قوس هنله و غیره با هستههای قهوهای کمرنگ که در آنها القا آپوپتوز انجام شد، در لولههای بخش مرکزی کلیه سلولها در حالت شدیدتر بدون هسته بودند که دچار دژنراسیون سلولی و نکروز شدهاند و در قسمتهایی از بافت نیز دچار خونریزی شدید بودند.
بافت مثانه و میزنای
لایه بازال ممبران که زیر لایه پوششی مثانه و میزنای در غشای آندوتلیومی عروق قرار دارد، آسیب دیده و در قسمتهایی از بین رفته بود. در بافتهای عضلانی، همبندی و پوششی، اکثر سلولها در طبقات مختلف دچار دژنراسیون و خرد شدن هستهها و نکروز سلولی در بافت بوده و همراه با بینظمی بافتی در زیر لایه پوششی، همبندی و عضلانی با ایجاد شدن فضاهای خالی، قابل مشاهده است. در تحقیقاتی که از سال 1982 تا دهه اخیر انجام شده تأثیر رادیکالهای آزاد در آسیبهای بافتی متعاقب مواجهه با امواج الکترومغناطیسی در مدلهای آزمایشگاهی به اثبات رسیده است [
14-16].
در مطالعات انجامشده اثرات مخرب امواج الکترومغناطیسی بر روند اسپرماتوژنز در موش صحرایی گزارش شده است، ازجمله ارپک و همکاران در مطالعه خود در سال 2007 اثرات سوء میدانهای الکترومغناطیسی را بررسی کردهاند و تأثیر سوء آن بر اندامهای تولید مثل موش صحرایی و نکروز در لایههای مختلف سلولهای اسپرماتوژنز و ایجاد تغییرات شدید دژنراتیو بر لولههای اسپرمساز را نشان دادهاند [
8]. مطالعه کالندر و همکاران در سال 2002، اثرات مخرب امواج الکترومغناطیسی را بر روند اسپرماتوژنز در موشهای صحرایی نشان داده است. در مطالعه ارپک به نظر میرسد امواج الکترومغناطیس با مکانیسم دیگری، یعنی با افزایش دما (هیپرترمی) سبب افزایش جریان خون و پرخونی عروقی و نهایتاً نکروز مرگ سلولی میشود. حتی مطالعاتی در حوزه القای آپوپتوزیس وجود دارد. تأثیر امواج الکترومغناطیس درمورد سلولها با بحث رسانا و غیررسانا بودن بافتها بهصورت نسبی، نسبت به نفوذپذیری امواج الکترومغناطیس متفاوت است. اصولاً مکانیسم تأثیر حرارت تحت تأثیر امواج الکترومغناطیس در ایجاد آپوپتوزیس در داخل سلولها نقش دارد [
18، 19]. مکانیسم دوم در القای آپوپتوزیس شامل تأثیرات امواج الکترومغناطیس بهطور اختصاصی با تولید H2O2 و رادیکالهای آزاد و خصوصاً رادیکال O است که بر اثر انرژی موجود در این امواج و تأثیر آن در آب داخل سلولی و نفوذ این رادیکالهای آزاد به DNA و القای ژن P53 ایجاد میشود. درنتیجه عامل القای آپوپتوزیس در سلول است. این مکانیسم مسیر غیرحرارتی القای آپوپتوزیس است [
20].
با گزارشی در بولتن سازمان بهداشت جهانی بررسی اثرات این میدانها به ثبت رسیده بود که گزارش شده است میدانهای امواج الکترومغناطیسی با افزایش دما و هیپرترمی سبب افزایش جریان خون و تغییر در نفوذپذیری لایه سدی خونی در عروق میشود. بنابراین پرخونی و ادم بافتی را بدینگونه میتوان توجیه کرد [
21].
در تحقیقات صورتگرفته از دیدگاه هیستوپاتولوژیکی توسط خاکی و همکاران در سال 2008 با موضوع تأثیر امواج الکترومغناطیس بر روی پروستات در موش از دیدگاه میکروسکوپ نوری و الکترونی، آتروفی و هیپرکروماتینی هستهها و نکروز سلولی در سلولهای ترشحی و لایه عضلانی و همبندی غدد پروستات و با کاهش ضخامت لایه عضلانی و از بین رفتن لایه بازال ممبران خصوصاً در عروق خونی و خونریزی در بافت پروستات گزارش شد [
3]. در موضوع تأثیر امواج الکترومغناطیس بر روی بافت بیضه از دیدگاه میکروسکوپ نوری در موش، آتروفی و لایه همبندی بافت بیضه و هیپرکروماتینی هستهها و نکروز آنها، کاهش ضخامت لایه همبندی و از بین رفتن لایههای سلولهای اسپرماتیدی در بافت بیضه گزرش شده است [
14].
مطالعه خیاط و همکاران در سال 2011 با موضوع تأثیر امواج الکترومغناطیس بر روی بافت کلیه با دیدگاه اثرات هیستوپاتولوژیکی در موش رت [
22] و پژوهشی دیگری توسط توردی و همکاران در سال 2017 بر روی تغییرات بیوشیمیایی و پاتولوژیکی کلیه و مثانه تحت تأثیر امواج الکترومغناطیس 900 مگاهرتز بر روی رت نر صورت گرفت [
23]. هردو مطالعه تغییرات شدید هیستوپاتولوژیکی ادم، پرخونی و خونریزی و احتقان عروق سیاهرگی در بافت اصلی و آتروفی گلومرولها و واکوئلاسیون و دژنراسیون و نکروز سلولهای اپیتلیال در توبولهای کلیوی را گزارش کردند. علاوهبرآن لایه بازال ممبران در قسمتهایی از اطراف رگ خونی از بین رفته بود و با گسستگیهایی در لایههای سلولی اندوتلیال عروقی همراه بوده است. با ایجاد شدن فضاهای خالی در بافت مثانه و نکروز سلولی در بخشهای عضلانی و همبندی و پوششی بافت، بینظمی بافتی و ایجاد شدن فضاهای خالی در زیر لایه پوششی و همبندی و عضلانی و القای آپوپتوز در بافتهای مثانه و کلیه در رت را گزارش کردند. نتایج تحقیق حاضر با مطالعات دیگر درباره تأثیر اثرات زیانبار امواج الکترومغناطیسی در بافتها و سلولهای مختلف هم خوانی دارند.
نتیجهگیری
امواج الکترومغناطیسی امواج پرانرژی و شایعی هستند که در محیط زندگی روزمره ما میتوانند بهصورت پراکنده حضور داشته باشند و بر روی سلولها و بافتهای حیاتی آسیبهای جدی وارد کنند. حتی نتایج و تغییرات سلولی در تصاویر میکروسکوپی نیز بهصورت انکارناپذیر بر روی کلیه و مثانه و غیره مشاهده شد. بنابراین توصیه میشود جهت حفظ سلامتی خود حتیالامکان از منابع تابش این امواج اجتناب و دوری شود. پیشنهاد میشود برای بررسی نتایج تکمیلی اثرات امواج الکترومغناطیسی و تأثیرات حاصله آن مطالعات تکمیلی و دقیقتر دیگری صورت گیرد.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
این مطالعه براساس دستورالعمل کار با حیوانات آزمایشگاهی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز و دانشگاه علومپزشکی تبریز انجام شد.
حامی مالی
این پژوهش با حمایت مالی معاونت پژوهشی و فناوری دانشگاه آزاداسلامی واحد تبریز انجام شد.
مشارکت نویسندگان
مفهومپردازی، روششناسی و نظارت: شهرام قراچورلو؛ گردآوری اطلاعات: شهرام قراچورلو و امیرافشین خاکی؛ تجزیهوتحلیل دادهها: حمید میرزایی؛ تأمین مالی، منابع، بررسی، نگارش پیشنویس اصلی و ویرایش: همه نویسندگان.
تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان این مقاله تعارض منافع ندارد.
تشکر و قدردانی
نویسندگان از معاونت پژوهشی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز برای حمایت مالی تشکر و قدردانی می کنند..