Prospects of Using Biological Test-Systems for Evaluation of Effects of Electromagnetic Fields
| Autor: | Lolita Marynchenko, V. A. Makara, Aljona Nizhelska, Aram Shirinyan |
|---|---|
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: |
Biological test
Electromagnetic field техногенные электромагнитные поля Computer science Man-made electromagnetic fields классификация тест-систем Biological objects Biological effects биологическое воздействие Source type електромагнітні випромінювання Test-systems Classification of test-systems electromagnetic radiation man-made electromagnetic fields Electromagnetic radiation Absolute measurement техногенні електромагнітні поля Motor activity lcsh:QH301-705.5 test-systems тест-системы biological effects clas-sification of test-systems General Medicine электромагнитные излучения lcsh:Biology (General) 537.8 [577] Color changes тест-системи біологічний вплив Biochemical engineering класифікація тест-систем Exposure duration 5G |
| Zdroj: | Innovative Biosystems and Bioengineering : international scientific journal, 2019, Vol. 3, No. 2 Innovative Biosystems and Bioengineering, Vol 3, Iss 2, Pp 114-124 (2019) |
| ISSN: | 2616-177X |
| Popis: | Електромагнітні поля (ЕМП) можуть виникати як природно, так і внаслідок людської діяльності. У сучасних умовах стрімкого поширення набувають нові джерела штучних ЕМП через інноваційні технології зв’язку. Тому виникає потреба у дослідженні техногенних ЕМП і механізмів їх впливу на біосистеми. У роботі розглядається питання впливу штучних ЕМП на здоров’я людини, довкілля та біологічні об’єкти. Проаналізовано експериментальні та теоретичні роботи стосовно дії ЕМП. Наведено опис принципів нормування рівнів неспецифічних ЕМП і захисту від впливу техногенних ЕМП. Обговорюються можливі механізми дії ЕМП та електромагнітних випромінювань (ЕМВ) на біологічні об’єкти, в тому числі через накопичення біогенних магнітних наночастинок в організмі. Метою дослідження є огляд сучасних способів виявлення біологічних ефектів нетеплових неіонізуючих ЕМП і ЕМВ та визначення перспектив використання біологічних тест-систем для оцінки ефектів ЕМП. Найбільшу увагу приділено сенсорам ЕМП на основі культур мікроорганізмів. Запропоновано класифікацію існуючих тест-систем за критеріями: 1) життєздатності клітин; 2) рухової активності клітин; 3) біолюмінесценції та змін кольору під впливом ЕМП. Аргументовано потребу в розробці простих і надійних біологічних індикаторів різних видів ЕМП, насамперед надвисокочастотного випромінювання, у зв’язку з впровадженням технології 5G-зв’язку. Наголошено на необхідності стандартизованих протоколів випробувань для порівняння результатів досліджень. Показано, що опис відповідних експериментів доцільно супроводжувати такими ознаками: 1) назва культури клітин; нативні клітини або модифіковані; 2) фізичні характеристики ЕМП або ЕМВ (частота, потужність, модуляція, вид джерела); 3) тривалість впливу; 4) перелік досліджуваних параметрів; 5) методи дослідження; 6) абсолютні виміри і результати та відносна величина ефекту; 7) від чого залежить вплив (температура, вік культури клітин, склад живильного середовища); 8) успадковування змін у клітинах; 9) час релаксації ефекту. Electromagnetic fields (EMF) can occur both naturally and due to human activity. Nowadays, through the innovative communication technologies, the new sources of artificial EMFs are widely disseminated. Therefore, one needs to study the artificial EMFs and mechanisms of their influence on biosystems. The paper deals with the issues of the influence of artificial EMFs on human health, environment and biological objects. The experimental and theoretical investigations concerning an action of EMF are analyzed. The description of principles of standardization of non-specific EMFs and protection from the influence of man-made fields is presented. Possible mechanisms of EMF and electromagnetic radiation (EMR) action on biological objects, including those due to the accumulation of biogenic magnetic nanoparticles in an organism, are discussed. The aim of the research is to review state-of-the-art methods for detecting the biological effects of non-thermal non-ionizing EMF and EMR and to determine the prospects of using biological test-systems for evaluation of effects of EMFs. Hereby, the main attention is drawn to EMF sensors based on the cultures of microorganisms. The classification of existing test-systems is proposed according to criteria: 1) vitality of cells; 2) motor activity of cells; 3) bioluminescence and color changes under the influence of EMF. The need to develop simple and reliable biological indicators for various types of EMFs, especially for ultrahigh-frequency radiation in connection with the introduction of 5G communications technology, is substantiated. The necessity of standardized test-protocols for comparison of research results is emphasized. It is shown that the description of corresponding experiments should be accompanied by the following features: 1) name of the cell culture; native or modified cells; 2) physical characteristics of EMF or EMR (frequency, power, modulation, source type); 3) exposure duration of; 4) list of parameters to be investigated; 5) research methods; 6) absolute measurements, results and the relative magnitude of an effect; 7) what does the influence depend on (temperature, age of cell culture, composition of the nutrient medium); 8) inheritance of changes in cells; 9) relaxation time of the effect. Электромагнитные поля (ЭМП) имеют как естественное происхождение, так и являются результатом человеческой деятельности. В современных условиях стремительное распространение получили новые источники искусственных ЭМП из-за появления инновационных технологий связи. Поэтому возникает потребность в исследовании техногенных ЭМП и механизмов их воздействия на биосистемы. В работе раскрыты вопросы влияния искусственных ЭМП на здоровье человека, окружающую среду и биологические объекты. Проанализированы экспериментальные и теоретические работы, касающиеся действия ЭМП. Приведено описание принципов нормирования уровней неспецифическихЭМП и защиты от влияния техногенных ЭМП. Обсуждаются возможные механизмы действия ЭМП и электромагнитных излучений (ЭМИ) на биологические объекты, в том числе в результате накопления биогенных магнитных наночастиц в организме. Целью исследования является обзор современных способов выявления биологических эффектов нетепловых неионизирующих ЭМП и ЭМИ и обозначение перспектив использования биологических тест-систем для оценки эффектов ЭМП. Наибольшее внимание уделено сенсорам ЭМП на основе культур микроорганизмов. Предложена классификация существующих тест-систем по критериям: 1) жизнеспособности клеток; 2) двигательной активности клеток; 3) биолюминесценции и изменения цвета под влиянием ЭМП. Аргументирована потребность в разработке простых и надежных биологических индикаторов разных видов ЭМП, прежде всего сверхвысокочастотного излучения, в связи с внедрением технологии 5G-связи. Подчеркнута необходимость стандартизованных протоколов испытаний для сравнения результатов исследований. Показано, что описание соответствующих экспериментов целесообразно сопровождать такими признаками: 1) название культуры клеток; нативные клетки или модифицированные; 2) физические характеристики ЭМП или ЭМИ (частота, мощность, модуляция, вид источника); 3) длительность влияния; 4) перечень исследуемых параметров; 5) методы исследований; 6) абсолютные значения, результаты и относительная величина эффекта; 7) от чего зависит влияние (температура, возраст культуры клеток, состав питательной среды); 8) наследование изменений в клетках; 9) время релаксации эффекта. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|