ایلیا سلامت

            هو ۱۲۱
iliasalamat
بررسی اثر میدان‏های الکترومغناطیسی با فرکانس پایین بر روند اسپرماتوژنز و پروتئین‏های سرم خون موش نژاد Balb/c

بررسی اثر میدانهای الکترومغناطیسی با فرکانس پایین بر روند اسپرماتوژنز و پروتئینهای سرم خون

موش نژاد Balb/c

 

کاظم پریور Ph.D. 1، محمد نبیونی Ph.D. 1*, نعمت الله گلستانیان Ph.D.2، الهه امینی M.Sc. 3

 

1- گروه زیست شناسی، دانشگاه تربیت معلم، تهران

2- گروه فیزیک، دانشگاه تربیت معلم، تهران

3- فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد سلولی تکوینی جانوری، دانشگاه تربیت معلم، تهران

* پست الکترونیک نویسنده مسئول: آدرس ایمیل جهت جلوگیری از رباتهای هرزنامه محافظت شده اند، جهت مشاهده آنها شما نیاز به فعال ساختن جاوا اسکریپت دارید

 

چکیده

هدف: هدف این پژوهش تغییرات ایجاد شده توسط میدان‏های الکترومغناطیسی با فرکانس پایین بر روند اسپرماتوژنز، میزان پروتئین‏های سرم خون و فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز موش Balb/c است.

مواد و روشها: موش‏های نر بالغ نژاد Balb/c در گروه‏های کنترل، شم و تجربی دسته بندی شدند. در گروه تجربی موش‏ها درون محفظه قرار گرفته و در معرض میدان الکترومغناطیسی با شدت 120 گوس، فرکانس 100 هرتز با شکل موج سینوسی یکسو شده به مدت 14 ساعت قرار گرفتند. پس از گذشت 48 ساعت، موش‏ها وزن و کشته شدند. تعداد سلول‏های زاینده در بیضه توسط آزمون هیستوتکنیک، سنجش سطح آنزیم آلکالین فسفاتاز توسط اتوآنالیزور و اندازه‏گیری پروتئین‏های شاخص سرم خون توسط آزمون الکتروفورز مورد بررسی قرار گرفتند.

نتایج: هیچ گونه اختلاف معنی‏داری بین وزن موش‏ها و بیضه‏ها در بین گروه‏ها مشاهده نشد. سلول‏های اسپرماتوگونی و اسپرماتوسیت ثانویه در گروه تجربی نسبت به دو گروه دیگر افزایش معنی‏دار (p≤0.05) نشان دادند. سنجش درصد پروتئین‏های سرم خون نشان داد که در بین پنج پروتئین شاخص خون، درصد آلفا1 گلوبولین در گروه تجربی نسبت به گروه های کنترل و شم کاهش معنی‏دار (p≤0.05) نشان داد، با این وجود ارزیابی فعالیت آلکالین فسفاتاز تفاوت معنی‏داری را نداشت.

نتیجه گیری: در معرض قرار دادن موش‏های بالغ با میدان الکترومغناطیسی با فرکانس پایین (120 گوس، فرکانس 100 هرتز)، موجب تغییراتی در اسپرماتوژنز از جمله افزایش تعداد اسپرماتوسیت های ثانویه، ایجاد حالت سن سیتیوم در سلول‏های اسپرماتوژنیک، تخریب بافت بینابینی بیضه شد که می‏تواند منجر به کاهش باروری در موش‏ها شود.

واژگان کلیدی: میدان‏های الکترومغناطیسی، اسپرماتوژنز، سنجش پروتئین‏های سرم خون

 

 

 

مقدمه

میدان‏های الکترومغناطیسی ترکیبی از میدان‏های الکتریکی و مغناطیسی بوده و تمام جنبه‏های حیات را تحت پوشش قرار می‏دهند. اثر میدان‏های الکترومغناطیسی بر روی سلامتی وابسته به فرکانس و شدت میدان است. میدان‏های الکترومغناطیسی با فرکانس‏های مایکروویو و رادیویی ابزار خوبی جهت شناخت زمینه‏های بیولوژیکی، مولکولی، رشد و نمو طبیعی، پاسخ‏های ایمنی، فرایند ارتباط بین سلول‏ها و ... را فراهم نموده‏اند(2و1).

میدان‏های الکترومغناطیسی اثر گرمایی و غیر گرمایی ایجاد کرده که در هر دو صورت می توانند بر روی سطوح سلولی و مولکولی اثرات مخربی داشته باشد. مطالعه بر روی افرادی که در معرض میدان‏های الکترو مغناطیسی با فرکانس بالا بوده‏اند نشان داد که در این افراد میزان خودکشی 40 درصد بالاتر از دیگران است(3).

بررسی‏ها نشان داده است که میدان‏های الکترو مغناطیسی با فرکانس پایین نیز که در درمان بیماری‏های انسانی از جمله ترمیم شکستگی استخوان مورد استفاده قرار گرفته، در شدت  5-3 میکرو آمپر بر میلی‏مترمربع موجب تحریک استخوان سازی و در شدت‏های بالاتر موجب تخریب استخوان می‏گردند(5و4). این میدان‏ها با اثر بر روی گلیکوپروتئین‏های غشایی، بر روی فرایندهای داخل سلول مثل فعالیت آنزیم‏های درون سلول، اسکلت سلولی و هسته سلول تاثیرگذارند(6). با توجه به کاربردی که این میدان‏ها در درمان برخی بیماری‏ها پیدا کرده‏اند، این احتمال وجود دارد که این میدان‏ها باعث ایجاد اثرات مخرب جبران ناپذیری گردند. بنابراین تحقیقات بسیاری در زمینه تاثیرات بیولوژیکی این میدان‏ها در حال انجام است. میدان‏های الکترومغناطیسی به عنوان یک فاکتور استرس زا می‏توانند موجب تغییر در سطوح هورمونی و ایمنی شده و ساختار و عملکرد دستگاه‏های بدن از جمله دستگاه تولید مثل را تحت تاثیر قرار دهند. اسپرماتوژنز فرایندی است که در طی آن رویدادهای متوالی موجب تبدیل سلول‏های اسپرماتوگونی به اسپرماتوزوا می‏شود. از آنجایی که تعیین فعالیت آنزیمی در سرم خون یا عصاره بافتی شاخص مهمی در تشخیص بالینی بوده و تغییرات وابسته به جنس از خود نشان می‏دهند و از آنجا که آسیب‏های مورفولوژیکی بافت تغییرات غشایی به وجود آورده و فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز با تغییر نسبت کلسترول به فسفولیپید دچار تغییر می‏شود، از این رو درصد فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز بیضه موجب نشان دادن آسیب های احتمالی ناشی از تاثیر سوء میدان‏های الکترومغناطیسی است. به علاوه تحقیقات بر روی پروتئین‏های سرم خون نشان داده که کاهش در مقدار آلبومین موجب بیماری کبدی، سوء تغذیه و پیری می‏شود و درصد آلفا 1 گلوبولین، آلفا2 گلوبولین، بتا گلوبولین و گاما گلوبولین در بیماریهای عفونی تغییر می‏کند(7).

در قرن گذشته گرایش زیادی مبنی بر استفاده از میدان‏های الکترومغناطیسی ایجاد شده و از طرفی اثرات این میدان‏ها برای طولانی مدت بر روی سیستم تولید مثلی نگرانی عمده‏ای را به وجود آورده است. پژوهش‏ها نشان داده است که میدان‏های الکترومغناطیسی می‏توانند اثرات متضادی بر روی سلول‏ها و بافت بیضه داشته باشند. با این وجود اثرات میدان‏های الکترومغناطیسی با فرکانس پایین تحت بررسی است. هدف از این پژوهش تعیین اثر بیولوژیک میدان‏های الکترومغناطیسی با فرکانس پایین (120 گوس، فرکانس 100 هرتز) بر روی اسپرماتوژنز، میزان پروتئین‏های سرم خون و فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز است.

مواد و روش‏ها

حیوانات: برای انجام این آزمایش موش سفید آزمایشگاهی نژاد Balb/c از موسسه پاستور تهران خریداری و تحت شرایط طبیعی  12 ساعت تاریکی/12 ساعت روشنایی، دمای 2±21، رطوبت بین 50-40 درجه سانتی‏گراد قرار گرفتند. در این تحقیق سعی شد هر گونه عاملی که موجب استرس بر روی حیوان می‏شود، حذف شده و نمونه‏های کنترل، شم و تجربی در شرایط یکسان و درون یک قفس نگهداری شوند.

در این پژوهش کلیه اصول اخلاقی کار با حیوانات آزمایشگاهی رعایت شده است.

مشخصات دستگاه تولید کننده میدان الکترومغناطیسی با فرکانس پایین: برای تولید میدانی با شدت 120 گوس، فرکانس 100 هرتز و شکل موج کاملا یکسو شده از یک منبع تغذیه (حاوی ترانسفورماتور با قابلیت تولید جریان‏های با ولتاژ 60،110،140،180،210،220 )، ولت متر(220ولت)، آمپرمتر    ( 5-0آمپر)، پل دیود، کلید قطع و وصل، چراغ سیگنال، کلید انتخاب، فیوز، رادیاتور، جعبه فلزی (با ابعاد 18×25×35 سانتی‏متر)، سیم، فیش اتصال، ترمینال پلاستیکی، دستگاه مولد جریان، سیم پیچ (کویل)، مولتی‏متر (ولت‏متر و آمپرمتر برای نشان دادن جهت جریان)، اسیلوسکوپ (به منظور نشان دادن شکل موج) و سیستم نگهدارنده چوبی (جهت نگهداری کویل) استفاده شد (شکل1).

شکل1:  شمایی از دستگاه تولید کننده میدان الکترومغناطیسی.       P: دستگاه مولد جریان. Co: سیم پیچ(کویل). Mo: مولتی‏متر.    Os: اسیلوسکوپ. C: سیم رابط.

گروه‏های آزمایشی: از آنجایی که بایستی آزمایش‏ها بر روی موش بالغ نر انجام می‏شد، موش‏های تکثیر شده پس از گذراندن دوره شیرخوارگی (25 روز بعد از تولد) از سایر موش‏ها جدا و در اتاق پرورش حیوانات نگهداری شدند. پس از طی این دوره، موش‏های بالغ در 3 گروه 6 تایی تقسیم شدند. در هر گروه 6 تایی (2 گروه تجربی،2 گروه شم و 2 گروه کنترل یا شاهد) حضور داشتند. در گروه تجربی، موش‏ها درون محفظه‏ای داخل بوبین قرار گرفتند تا به راحتی حرکت کرده و راستای بدن حیوان در راستای میدان قرار گیرد. جنس محفظه از پلاستیک خشک بود و ضمن ایجاد شکل دهی، با قرار گرفتن در وسط میدان تاثیری روی خطوط میدان نداشت. در ضمن محفظه قابلیت جابجایی داشته و در وسط میدان که شکل میدان یکنواخت بود قرار گرفت (شکل2).

شکل2: محفظه پلاستیکی جهت مهار حیوان در داخل میدان مغناطیسی.

گروه شم گروهی بود که در آن موش‏ها درون محفظه قرار گرفته اما هیچ گونه جریانی بر آنها اعمال نشد. گروه کنترل نیز گروهی بودند که در شرایط کاملا طبیعی (نه درون محفظه و نه تحت تاثیر میدان) قرار گرفتند. موش های گروه تجربی به مدت 14 ساعت (هر روز 7 ساعت،2 روز متوالی) تحت تاثیر میدان الکترومغناطیسی با فرکانس پایین (شدت 120 گوس، فرکانس 100 هرتز) قرار گرفتند. پس از انجام تیمار، موش‏ها به مدت 48 ساعت در شرایط طبیعی قرار گرفته و سپس وزن شده و با کلروفرم کشته شدند.

تهیه مقاطع میکروسکوپی و مطالعه آنها: پس از خارج نمودن بیضه‏ها و شستشو با سرم فیزیولوژیک سرد، بیضه‏ها توزین، مراحل هیستوتکنیک با استفاده از رنگ آمیزی هماتوکسیلین / ائوزین انجام و مقاطع میکروسکوپی تهیه شدند. درمطالعه مقاطع میکروسکوپی، مورفولوژی لوله‏های منی ساز، سلول‏های لیدیگ، سرتولی و بافت بیضه توسط میکروسکوپ نوری به دقت مورد ارزیابی قرار گرفتند. به منظور شمارش سلول‏های اسپرماتوگونی، اسپرماتوسیت اولیه، اسپرماتوسیت ثانویه، اسپرماتید و اسپرماتوزوا بیضه از هر یک از گروه‏ها برش گیری شده و به طور تصادفی از هر مقطع 3 لام و در هر لام 6 لوله منی ساز انتخاب شده و زیر میکروسکوپ نوری به صورت چشمی سلول‏ها مورد شمارش قرار گرفتند.

اندازه گیری سطح پروتئین‏های شاخص سرم خون موش: پس از گذشت 48 ساعت از تیمار، توسط سرنگ‏های 1 میلی‏لیتری از بطن چپ حیوان خون‏گیری انجام و سرم خونی توسط سانتریفیوژ با دور rpm 300 به مدت 30 دقیقه جدا شد. در مرحله بعد توسط پیپت پاستور مقدار 3 میلی‏لیتر از سرم، درون جا نمونه‏ای اپلیکاتور ریخته شد و بر روی پلیت‏هایی که داخل بافر ورونال قرار داشتند نمونه گذاری صورت گرفت. سپس استات پلیت‏های حاوی سرم به مدت 30 دقیقه در ولتاژ 180ولت در محل پلیت‏ها قرار گرفته تا باندهای الکتروفورزی تفکیک شده و توسط روش Helena رنگ آمیزی شوند. پس از رنگ آمیزی، استات پلیت‏های حاوی نمونه به مدت 10 دقیقه داخل اون با حرارت 50 درجه سانتی‏گراد قرار گرفته تا شفاف شوند. در نهایت توسط دانسیتومتر مدل Helena در طول موج 525 نانومتر، درصد پروتئین‏های شاخص سرم (5 پروتئین اصلی سرم یعنی آلبومین، آلفا1 گلوبولین، آلفا 2 گلوبولین، بتاگلوبولین و گاما گلوبولین) اندازه‏گیری شدند.

سنجش آنزیم آلکالین فسفاتاز بیضه: بعد از کشتن موش‏ها و خون‏گیری جهت انجام آزمایش‏های الکتروفورز، بیضه‏ها خارج، با سرم فیزیولوژیک شستشو و درون لوله‏های آزمایشی که حاوی 40 برابر وزن بیضه، سرم فیزیولوژیک سرد بودند قرار گرفتند. سپس توسط دستگاه هموژنایزر اتوماتیک با دور rpm  2500 و دمای 2 درجه سانتی‏گراد بافت بیضه هموژنیزه شد. در مرحله بعد عصاره به دست آمده با  دور rpm 2500  به مدت 20 دقیقه سانتریفیوژگردید تا رسوب بافتی به طور کامل از عصاره جدا شده و محلول شفافی جهت سنجش آنزیمی به دست آید. برای اندازه‏گیری فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز از کیت Technicon و روش Technicon-RA  با دستگاه اتو آنالیزور استفاده شد. در نهایت  فعالیت آنزیم با روش کالری‏متری در طول موج 405 نانومتر انجام شد.

بررسی های آماری: در این تحقیق جهت تجزیه و تحلیل داده‏ها از نرم افزار InStat استفاده و نمودارها بر روی فضای  EXCEL رسم شدند. هر آزمایش سه بار تکرار شد و  p≤0.05  سطح معنی‏دار بودن نتایج تلقی گردید.

 

نتایج

وزن بیضه‏ها

پس از انجام آزمایش موش‏های هر سه گروه (کنترل، شم و تجربی) قبل ازکشته شدن وزن شدند. تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که اختلاف معنی‏داری بین وزن موش‏ها در بین این سه گروه، وجود نداشت که نشان دهنده سن و شرایط نگهداری یکسان موش‏ها بود. میانگین وزن موش‏های گروه شم 13/3±78/24، گروه تجربی 6/4±21/23 بود که نسبت به گروه کنترل 11/6± 37/23 تفاوت معنی‏داری نداشتند. همچنین میانگین وزن بیضه‏های موش‏های گروه شم 03/0±09/0، گروه تجربی01/0± 08/0 بود که در مقایسه با گروه کنترل 03/0±08/0اختلاف معنی‏داری نشان ندادند.

 

بررسی تغییرات هیستولوژیک بافت بیضه

.a مطالعه مقاطع میکروسکوپی به منظور شمارش تعداد سلول‏های جنسی در لوله‏های منی ساز

برای این منظور از هر سه گروه مقاطع میکروسکوپی با ضخامت 7 میکرون تهیه و پس از رنگ آمیزی در زیر میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. از هر گروه تعداد سه لام و در هر لام شش لوله اسپرم ساز به صورت تصادفی انتخاب شدند. نتایج حاصل از شمارش نشان داد که افزایش معنی‏داری (p≤0.05) در تعداد سلول‏های اسپرماتوگونی در گروه تجربی نسبت به دو گروه دیگر مشاهده شد، اما تفاوت معنی‏داری بین سلول‏های اسپرماتوسیت اولیه در هر سه گروه وجود نداشت. به علاوه شمارش تعداد سلول‏های اسپرماتوسیت ثانویه در گروه تجربی نسبت به دو گروه دیگر افزایش معنی‏داری (p≤0.05) نشان داد، اما تفاوت معنی‏داری در شمارش تعداد سلول‏های اسپرماتید و اسپرمی مشاهده نشد(جدول1).

b. تغییرات کلی بافت بیضه موش‏های در معرض میدان الکترومغناطیسی

مقایسه مورفولوژیکی مقاطع میکروسکوپی نشان داد که در گروه کنترل، بافت بیضه و لوله‏های منی ساز درون آن نظم و ترتیب خاصی داشتند، این در حالی است که در نمونه‏های تجربی بهم ریختگی در نظم لوله‏های منی ساز اسپرماتوژن مشاهده شد. در نمونه کنترل تجمع نسبی اسپرم‏ها در بخش میانی لوله منی ساز دیده شد، در صورتی که در نمونه‏های تجربی فضای لومن تخلیه شده و در عوض تجمعی از اسپرم‏ها در فضای لومن اپیدیدیم مشاهده شد. از طرفی مقایسه بافت بینابینی و سلول‏های لیدیگ در هر سه گروه نشان داد که نظم و ترتیب موجود در نمونه‏های گروه کنترل، در نمونه‏های تجربی دیده نشده و در بسیاری از موارد بافت چربی جایگزین بافت هم بند شده بود. هم چنین بافت چربی موجود بر روی بیضه در نمونه‏های کنترل دارای ساختمان منظمی بود، در حالی که در نمونه‏های تجربی پارگی بافت و تجمع هسته مشاهده شد. در بافت بیضه نمونه‏های کنترل، به علت نظم وترتیب موجود، بیشترین تعداد سلول‏های اسپرماتوژن، اسپرماتوگونی‏ها بودند، در حالی که در نمونه تجربی که در آنها فرایند تقسیم سلولی تحت تاثیر میدان الکترومغناطیسی تسریع شده بود، تعداد سلول‏های اسپرماتوسیت ثانویه بیشتری در درون لوله‏های منی ساز مشاهده شد. به علاوه در گروه تجربی این میدان‏ها بر روی تمایز سلولی اثر گذاشته و اسپرماتوسیت‏های ثانویه در کنار یکدیگر درون یک سن سیتیوم قرار گرفتند(شکل 3).

جدول1:  نتایج تحلیل آماری انواع تعداد سلول‏های زاینده در موش های گروه کنترل، شم و تجربی Mean ± SE،

0.05>P* در مقایسه با گروه کنترل و شم

مشاهدات

تعداد اسپرماتوگونی

تعداد اسپرماتوسیت اولیه

تعداد اسپرماتوسیت ثانویه

تعداد اسپرماتید

تعداد اسپرماتوزوا

کنترل

15/10±33/57

63/10±44/52

55/33±87

59/13±64/55

65/12±22/66

شم

68/25±39/61

57/25±72/77

66/35±67/61

6/15±11/66

25/37±72/99

تجربی

*3/25±83/72

24/15±88/62

*27/54±210

26/14±33/53

55/33±66/82

 

شکل3: A) فتومیکروگراف از بافت بیضه موش در گروه کنترل و تجربی با رنگ آمیزی هماتوکسیلین- ائوزین. در گروه کنترل(control)، نظم و ترتیب لوله‏های منی ساز و بافت بینابینی بیضه و در گروه تجربی (experimental) تخلیه نسبی لوله های منی ساز و بهم ریختگی بافت بینابینی و بی نظمی در نحوه قرار گیری لوله‏ها نشان داده شده است (بزرگنمایی ×200). B) در گروه کنترل، تمرکز اسپرم‏ها در میان لوله نشان داده شده است در حالی که فتومیکروگراف گروه تجربی نشان دهنده تخریب بافتی، بهم ریختگی نظم سلول‏های اسپرماتوژن و تخلیه بخش میانی لوله‏ها از اسپرم است. (بزرگنمایی×400).

بررسی تغییرات درصد پروتئین های شاخص سرم خون

برای این منظور پس از خون‏گیری، انجام الکتروفورز و به دست آوردن باندهای پروتئینی، این باندها توسط دستگاه دانسیتومتر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و درصد پنج پروتئین اصلی سرم بررسی شدند. اندازه‏گیری درصد پروتئین‏های موجود در سرم خون نشان داد که از بین آنها، میزان آلفا1 گلوبولین در گروه تجربی نسبت به گروه های کنترل و شم کاهش معنی‏دار (p≤0.05) نشان داد (شکل4).

شکل4: نمودار میزان تغییرات پروتئین‏های شاخص سرم در موش‏های تجربی، شاهد و کنترل. همانطور که در شکل مشاهده می‏شود از بین پروتئین‏های سرم خون (محور افقی) میزان آلفا1 گلوبولین تحت تاثیر میدان الکترومغناطیسی در گروه تجربی نسبت به گروه‏های کنترل و شم کاهش معنی‏دار  0.05)>P*)یافته است. 0.05)>P*،(Mean±S.E.

نتایج بررسی تغییرات فعالیت آنزیمی آلکالین فسفاتاز در بافت بیضه

تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده نشان داد که در سطح p≤0.05  اختلاف معنی داری در میزان آنزیم آلکالین فسفاتاز بین گروه های کنترل(500/3±180)، شم(000/3±165 ) و تجربی(500/4±214) وجود نداشت. البته نتایج به دست آمده افزایش در میزان فعالیت این آنزیم در گروه تجربی که در معرض میدان الکترومغناطیسی بودند را در سطح پایین تر از p≤0.05  نشان داد که معنی دار نبود (شکل5).             

شکل5: نمودار تغییرات میزان فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز در عصاره بافت بیضه موش نر بالغ ( نمونه های تجربی، شاهد و کنترل).

بحث

میدان‏های الکترومغناطیسی قادر به تاثیر بر روی اندام‏ها، بافت‏های سنتز کننده پروتئین‏های سرم در خون، تغییر در مقدار این پروتئین‏ها و تغییر در سطح هورمونی هستند که اینها از تغییرات در غشاء سلول و فعالیت‏های درون سلولی ناشی می‏شود. گزارشات متناقضی مبنی بر اثرات میدان‏های الکترومغناطیسی بر روی سیستم‏های بیولوژیکی موجود زنده موجود است. Pool (8) و Goodman (9) گزارش کردند که اثرات القایی میدان‏های الکترومغناطیسی موجب افزایش فعالیت رونویسی RNA، افزایش سنتز پروتئین و تسریع در فرایندهای رشد و نموی می‏گردد. مطالعات Liboff (10) نشان دهنده تاثیرات با میدان‏های 560 میکرو تسلا بر روی سنتز DNA است که ارتباط زیادی با شدت میدان دارد. به طور کلی میدان‏های الکترومغناطیسی در بسیاری از موارد موجب القای کاهش cAMP می‏گردند و از آنجایی که cAMP می‏تواند به عنوان یک مهار کننده تکثیر سلولی باشد، می‏توان گفت که تاثیر این میدان‏ها در افزایش و تسریع تکثیر سلولی از طریق کاهش در میزان cAMP می‏باشند(10). با این وجود Delgodo (11) و Zusman (12) نشان دادند که اثرات القایی این میدان‏ها موجب کاهش سرعت فعالیت‏های درون سلولی و نهایتا کاهش سرعت در فرایندهای رشد و نموی می گردد. بهار آرا و همکاران (13) امواج الکترومغناطیسی با فرکانس پایین 50 هرتز را بر روی اریتروسیت‏های مغز استخوان موش نر کوچک آزمایشگاهی اثر داده و نشان دادند که این امواج موجب القای آسیب کروموزومی و افزایش در میزان میکرونوکلئوس در اریتروسیت‏های مغز استخوان موش نژاد balb/c می‏شوند(13).

Varma و همکاران (14) امواج رادیویی را بر روی بافت بیضه اثر داده و در خصوص اثرات زیستی آن گزارش نمودند که این امواج موجب بی نظمی‏های مورفولوژیکی در لوله‏های منی ساز و سلول‏های سرتولی می‏شود. از این رو امواج رادیویی می‏توانند قادر به القاء تغییرات در بافت بیضه شوند. Kowalczuk و همکاران (15) اثرات میدان‏های الکترومغناطیسی بر روی اسپرماتوژنز موش را بررسی نموده و نشان دادندکه امواج 7/1و 45/2 گیگا هرتز توانست روی اپی تلیوم منی ساز، شمارش و مورفولوژی اسپرم و اسپرماتوسیت‏های اولیه در موش تاثیر گذار باشد. یافته‏های ما در این آزمایش نیز نشان داد که میدان‏های الکترومغناطیسی با فرکانس 100 هرتز موجب تغییراتی در لوله منی ساز از جمله تخلیه فضای لومن لوله‏ها و تخریب بافت چربی و افزایش معنی‏دار اسپرماتوسیت‏های ثانویه گردید.Saunders  و همکاران (16) اثر امواج مایکروویوی 45/2 گیگاهرتزی را بر روی روند اسپرماتوژنز موش بررسی کرده و دریافتند که در بین سلول‏های زاینده، اسپرماتوسیت‏ها حساس ترین سلول‏ها نسبت به امواج رادیویی هستندکه با داده‏های به دست آمده از این آزمایش مبنی بر افزایش معنی‏دار تعداد اسپرماتوسیت‏های ثانویه تحت تاثیر میدان الکترومغناطیسی با فرکانس پایین مطابقت دارد.

McGivern (17) نشان داد که میدان‏های الکترومغناطیسی موجب افزایش وزن اپیدیدیم، کیسه منی و غده پروستاتی، تاخیر در تمایز بافت بینابینی بیضه و تعداد طناب‏های تناسلی در موش‏های نری می‏شود که مادران آنها در طی روزهای 20-15 حاملگی (دوره بحرانی در تمایز سلول جنسی) در معرض میدان الکترومغناطیسی با شدت 8 گوس و فرکانس 15 هرتز قرار گرفته‏اند. داده‏های تحقیق حاضر نیز نشان داد که در موش‏های نری که تحت تاثیر میدان الکترومغناطیسی با فرکانس پایین قرار گرفتند، تجمع اسپرم‏ها در فضای لومن اپیدیدیم و به هم ریختگی بافت بینابینی و سلول‏های لیدیگ مشاهده می‏شود.

Ozguner و همکاران(18) اثرات بیولوژیک میدان‏های الکترومغناطیسی 900 مگاهرتز را بر روی بیضه‏های رت بررسی نمودند و گزارش کردند که با اینکه ضخامت لوله‏های منی ساز و ارتفاع اپی تلیوم زاینده در این موش‏ها کاهش یافته بود، وزن بیضه‏ها و بافت بینابینی بیضه نسبت به گروه کنترل تغییر چشمگیری را نشان نداد. همچنین آنها مشاهده کردند که میزان تستوسترون در موش‏های تحت تاثیر میدان کاهش معنی‏داری یافته بود در حالی که میزان هورمون لوتئینی  (LH) و هورمون محرک فولیکول ( (FSHتغییر قابل ملاحظه‏ای نسبت به کنترل نشان نداد. داده‏های به دست آمده در این تحقیق نیز نشان داد که موش‏های گروه تجربی (تحت تاثیر میدان الکترومغناطیسی) هیچ گونه تغییر معنی‏دار در وزن بیضه‏ها در مقایسه با گروه کنترل نشان ندادند که می‏تواند به دلیل سن و شرایط نگهداری یکسان موش‏ها باشد.

Chung و همکاران (19) رت‏های باردار را از روز 6 تا 21 بارداری در معرض میدان‏های الکترومغناطیسی با فرکانس 60 مگاهرتز قرار داده و بافت بیضه و مورفولوژی اسپرم را در نرهای نسل F1 بررسی کرده و گزارش کردند که هیچ گونه تغییر قابل ردیابی در اسپرماتوژنز و باروری نرهای نسل F1 مشاهده نشد. Erogul و همکاران (20) تعدادی مرد بالغ را تحت تاثیر میدان الکترومغناطیسی 900 مگاهرتز تلفن همراه قرار داده و دریافتند که این میدان‏ها روی تحرک اسپرم تاثیر داشته و منجر به تغییرات ساختاری در سلول‏های زاینده مردان می‏شود.

رجائی و همکاران (21) موش‏های نر نژاد Balb/c را (روزی 3 ساعت به مدت 6 روز در هفته تا 2 ماه) در معرض میدان‏های الکترومغناطیسی 50 هرتز، و با شدت 5/0 تسلا قرار داده و پس از طی این دوره تاثیر این میدان‏ها را بر روی اپیدیدیم و دفران بررسی کرده و نشان دادند که این میدان‏ها باعث کاهش در ضخامت اپیدیدیم و دفران، کاهش ارتفاع سلول‏های اپی تلیال و کاهش در وزن بیضه نسبت به موش‏های گروه کنترل شد. نتایج به دست آمده از تحقیق حاضر نشان داد که در گروه تجربی که تحت تاثیر میدان الکترومغناطیسی با فرکانس 100 هرتز قرار گرفتند، در مقایسه با دو گروه شم و کنترل تغییری در وزن بیضه‏ها مشاهده نشد، هر چند تغییرات در تعداد سلول‏های اسپرماتوسیت‏های ثانویه و تعداد سلول‏های تمایز یافته در فضای لومن‏ها و آرایش جداره به مرکز آنها نشان دهنده اثرات غیر قابل انکار این میدان‏ها با فرکانس‏ها و شدت‏های مختلف می‏باشد. هم چنین محمدی روشن ده و همکارانش (22) موش‏های نر نژاد balb/c را (به مدت 8 هفته روزی 4 ساعت) تحت تاثیر میدان‏های الکترومغناطیسی 3 میلی تسلا قرار داده و تغییرات بافتی را در بیضه‏های این موش‏ها از جمله افزایش در تعداد اسپرماتوسیت‏ها، سلول‏های لیدیگ و ضخامت غشاء پایه گزارش کردند (که با داده های به دست آمده در تحقیق حاضر یعنی افزایش در تعداد اسپرماتوسیت‏ها و اختلال در میزان سلول‏های لیدیگ مطابقت دارد).

Kesari (23) اثر امواج مایکروویو با فرکانس 50 هرتز (45 روز، روزی 2 ساعت) را بر روی سیستم تولید مثلی رت‏های نر نژاد ویستار را آزمایش کرده و کاهش معنی‏داری در میزان آنزیم‏های آنتی اکسیدانت سوپر اکسید دسموتاز، گلوتاتیون پر اکسیداز، افزایش در کاتالاز، کاهش در فعالیت هیستون کیناز و افزایش آپوپتوز مشاهده کردند که شاید شاخصی در نا باروری رت‏های جنس نر باشد. Tenorio و همکاران(24) رت‏های نر را در مراحل مختلف بلوغ از روز 13 بارداری تا 21 نوزادی روزی 3 ساعت تحت تاثیر امواج الکترومغناطیسی با فرکانس پایین 60 هرتز، 1 مگاهرتز قرار داده و دریافتند که امواج الکترومغناطیسی با فرکانس پایین می‏تواند در اسپرماتوژنز رت‏ها اختلال ایجاد کرده و موجب کاهش باروری یا نا باروری شود.

ساروخانی و همکاران (25) اثرات امواج الکترومغناطیسی با فرکانس 950 هرتز (امواج تلفن همراه) 3 وات و 6 وات، را بر روی عملکرد اندام‏های جنسی و غدد فوق کلیه خرگوش نر بررسی کرده و نشان دادند که در گروه تجربی 3 وات غلظت FSH و تستوسترون در مقایسه با گروه کنترل کاهش یافت، در صورتی که در گروه تجربی 6 وات در مقایسه با گروه کنترل غلظت تستوسترون کاهش یافته در حالی که غلظت FSH افزایش یافت. با این وجود تفاوتی در غلظت کورتیزول در هیچ یک از گروه‏های تجربی نسبت به کنترل مشاهده نشد. این محققین پیشنهاد کردند که اختلال در غلطت تستوسترون و FSH در گروه‏های تحت تاثیر امواج الکترومغناطیسی احتمالا روی عملکرد تولید مثلی تاثیر گذاشته در صورتی که عدم تغییر در غلظت کورتیزول نشان دهنده این است که امواج الکترومغناطیسی ساطع شده از تلفن همراه تاثیری روی عملکرد غدد فوق کلیه خرگوش نر ندارد.

در تحقیق حاضر نتایج به دست آمده نشان داد که اولا میدان الکترومغناطیسی قادر به ایجاد تغییر در فرایند اسپرماتوژنز می‏باشد چرا که میدان‏های مذکور قادرند بافت بینابینی بیضه را تحت تاثیر قرار داده و نظم و قرار گیری سلول‏های لیدیگ را به هم بزنند و از طرف دیگر موجب تسریع تخلیه اسپرم‏ها از داخل فضای میانی لوله‏های منی ساز گردند. یافته‏هایی مثل افزایش تعداد اسپرماتوسیت‏های ثانویه و کاهش نسبی سلول‏های اسپرماتید نشان دهنده این بود که میدان‏های الکترومغناطیسی به عنوان عامل القا کننده موجب تغییر در اسپرماتوژنز می‏گردند. از طرف دیگر از آنجایی که اساس آسیب‏های مورفولوژیک و بافتی را بایستی در تغییرات غشایی جستجو کرد و آنزیم آلکالین فسفاتاز نیز نقش مهمی در بسیاری از فرایندهای سلولی داشته و فعالیتش با تغییر نسبت کلسترول به فسفولیپیدهای غشاء سلول دچار تغییر می‏شود، آسیب غشاء سلول موجب رهاسازی بیش از حد این آنزیم به مایعات بین سلولی و سرم می‏گردد. آنزیم آلکالین فسفاتاز از طریق کنترل سطح نوکلئوتیدی AMP در تنظیم موضعی جریان خون دخالت داشته و در سطح سلولی نیز با دخالت در نقل و انتقال کلسیم از غشاء سلولی و عملکرد آن به عنوان Ca-Mg-ATPase و تداخل عمل با آنزیم‏های غشایی سلول فعالیت دارد. از این رو اندازه‏گیری فعالیت این آنزیم به عنوان شاخصی در خصوص تغییرات بافت بیضه مورد استفاده قرار گرفت. دلیل اندازه‏گیری پروتئین‏های شاخص سرم نیز این است که هر یک از این پروتئین‏ها به دلیلی از اهمیت خاصی برخور دارند. مقدار آلبومین در طول زندگی ثابت است و در سن پیری شروع به کاهش می‏نماید. در اکثر بیماری‏های کبدی کاهش چشمگیری در میزان آلبومین مشاهده می‏شود که احتمالا در پاسخ به استرس می‏باشد. سطح آلفا 1 گلوبولین، آلفا 2 گلوبولین، بتا گلوبولین و گاما گلوبولین نیز در اکثر بیماری‏ها تغییر می‏یابند. یافته‏های این تحقیق نشان داد که میدان‏های الکترومغناطیسی بر مقدار درصد پروتئین‏های شاخص سرم موثر بوده و در اکثر موارد به عنوان عامل استرس زا مطرح می‏باشند، به طوری که این میدان‏ها اگرچه تغییری در میزان آلبومین سرم ایجاد نمی‏کنند ولی با کاهش میزان آلفا 1 گلوبولین تاثیرات خود را بروز می‏دهند. در نتیجه میدان‏های الکترومغناطیسی قادرند از طریق تاثیر بر روی اندام‏ها و بافت‏های مختلف سنتز کننده پروتئین‏های سرم خون مقدار این پروتئین‏ها را تغییر داده که موجب تغییر در سطح هورمونی می‏شود. تغییر در سطح هورمونی نیز ناشی از تغییرات در غشاء سلول و فعالیت درون سلولی است که می‏تواند از جمله عوامل تاثیر گذار در ساختمان و عملکرد بافت بیضه باشند. تغییراتی نظیر افزایش تعداد اسپرماتوسیت‏های ثانویه، ایجاد حالت سن سیتیوم در این سلول‏ها، تخریب بافت بینابینی و بافت چربی از جمله این تغییرات هستند.

نتیجه‌گیری

نتایج این تحقیق نشان داد که پس از در معرض قرار گرفتن موش‏ها در برابر میدان‏های الکترومغناطیسی با فرکانس پایین(شدت 120 گوس، فرکانس 100 هرتز) درصد پروتئین‏های شاخص سرم و میزان فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز دچار تغییر شده و آسیب به وجود آمده موجب افزایش در میزان آنزیم آلکالین فسفاتاز گشته که نشان دهنده تغییرات در بافت بیضه است، اما این افزایش در سطح p≤0.05 معنی‏دار نبود. نتایج به دست آمده در مورد تغییرات پروتئین‏های شاخص سرم خون نیز نشان داد که میدان الکترومغناطیسی ایجاد شده بر روی درصد پروتئین‏های شاخص سرم موثر بوده و به عنوان فاکتور استرس‏زا موجب کاهش معنی‏داری در درصد آلفا1 گلوبولین می‏گردد. هم چنین این میدان‏ها موجب افزایش معنی‏دار (p≤0.05) در تعداد اسپرماتوگونی‏ها و اسپرماتوسیت‏های ثانویه می‏شود.

تشکر و قدردانی

این پژوهش در دانشگاه تربیت معلم تهران انجام شد، لذا از ریاست محترم دانشکده علوم و مدیر محترم گروه زیست شناسی دانشگاه تربیت معلم تهران جهت همکاری‏های لازم نهایت تشکر را داریم.

مراجع

 

1. Frohlich H.Coherent electric vibrations in biological systems and the cancer problem. IEEE. Trans. Microwalle theory Tech. 1978;26:613-617.

2. Grundler WF. Resonant growth rate response of yeast cell irradiated by weak microwaves.Phys Lett. 1977;463-466.

3. Perry ES. Environmental power frequency magnetic fields and suicide. IEE Conf London. 1982.

4. Basset L.Treatment of ununited tibial diaphyseal fractures with pulsing electromagnetic fields. Bone and joint surjery. 1981;63(4):511-521.

5. Brighton CT. Treatment of nonunion with constant direct current. Trans Biol Repair growth soc. 1981;1-16.

6. Adey W.R. Tissue interaction with non-ionizing electromagnetic fields. Physiological Review. 1981; 61(2):453-513.

7. Guldberg RB. A Review of cancer induction by extremely low frequency electromagnetic fields: is there possible mechanism? MED HYPOTHESIS. 1991;35(3):265-275.

8. Pool R. Electromagnetic fields: The Biological evidence.1990; 249:1378-1381.                  

9. Goodman R. Pulsing  Electromagnetic fields induce cellular Transcription. 1983; 220:1283-1285.

10- Liboff RL. A biomagnetic hypothesis, biophysic journal.1984;844-846.

11- Delgodo. J. Embryological changes induced by weak extremely low frequency electromagnetic fields.J Anatomy1982;134:533-551.

12- Zusman .I. Effect of pulsing electromagnetic fields on the prenatal and postnatal development in mice and rat. Invivo and invitro studies. Teratology 1990;42:157-170.

13- Bahar Ara, J, Parivar, K, Oryan Sh, Ashrag A. The effects of long-term exposure with simulating cell phone waves on gonads of female balb/C mouse, Medical journal of Reproduction & Infertility 2004; 5(3): 217-226.

14-Varma MM, Traboulay EA Jr. Biological effects of microwave radiation on the testes of Swiss mice. Experientia 1975;31: 301-2.

15- Kowalczuk CI, Saunders RD, Stapleton HR. Sperm count and sperm abnormality in male mice after exposure to 2.45 GHz microwave radiation. Mutat Res 1983;122:155-156.

16- Saunders RD, Kowalczuk CI. Effects of 2.45 GHz microwave radiation and heat on mouse spermatogenic epithelium. Int J Radiat Biol Relat Stud Phys Chem Med 1981;40:623-32.

17- Mc GIVERN R, Sokol RZ, Adey WR. Prenatal exposure to a lower-frequency electromagnetic fields demosculinizes adult scent marking behavior and increases accessory sex organ weights in rats. Teratology 1990;41-:1-4

18- Ozguner M, Koyu A, Cesur G,Ural M,Ozguner F.Biological and morphological effects on thw reproductive organs of rats after exposure to electromagnetic field. Soudi Medical 2005;26(3):405-410.

19- Chng MK, Lee SJ, Kim YB, et al. Evaluation  of spermatogenesis and fertility in F1 male rats after in utero and neonatal exposure to extremely  low frequency electromagnetic fields. Asian Journal Androl 2005;7:189-194.

20- Erogul O, Oztas E, Yildrim I, Kir Tayfun, Aydur E, Komesli G, et al. Effects of Electromagnetic Radiation from a cellular Phone on human sperm motility: An In Vitro Study. Arcive of Medical Research 2006;37:840-843.

21- Rajaei F, Farokhi M, Ghasemi N, Pahlevan AA. Effects of extremely low-frequency magnetic field on mouse epididymis and deferens ducts. Iranian Journal of Reproductive Medicine 2009;7(2):85-89.

22- Mohammadi Roushandeh A, Halabian R, Mozafari P, Soleimani Rad J, Sadeghzadeh  Oskouei B.et al. Down Regulation of Lipocalin 2 Expression in Mouse Testis after Exposure to Electromagnetic Field. Iranian Journal Medical Science 2009;34(4):265-270.

23- Kesari KK, Behari J, Microwave exposure affecting reproductive system in male rats. Application Biochemistry Biotechnology 2010;162(2):416-428.

24- Tenorio BM, Jimenez GC, Moris RN, Piexoto CA, Nogueira RA, Junior VA, Evaluation of testicular degeneration induced by low-frequency electromagnetic fields. Journal of Applied Toxicology 2011.

25- Sarookhani MR, Asiabanha Rezaei M, Safari A, Zaroushani V, Ziaeiha M. The influence of 950 MHz magnetic field(mobile phone radiation) on sex organ and adrenal functions of male rabbits. African Journal of Biochemistry Research 2011;5(2):65-68.

 

مسیر شما  : ایلیا سلامت مــقالات بررسی اثر میدان‏های الکترومغناطیسی با فرکانس پایین بر روند اسپرماتوژنز و پروتئین‏های سرم خون موش نژاد Balb/c

کانال تلگرام بارداری موفق

کانال تلگرام بارداری موفق برای ورود به کانال تلگرام بارداری موفق، روی آیکون تلگرام کلیک نمایید

کانال تلگرام لباس های ضد امواج

telegram برای ورود به کانال مشخصات لباس های ضد امواج، روی آیکون تلگرام کلیک نمایید

پشتیبانی و فرم تماس