مقدمه

امواج رادیویی با فرکانس 300 مگا هرتز تا 300 گیگا هرتز، امروزه به طور طبیعی در زندگی روزمره ما حضور دارد. برای مثال می‏توان به ماکروفرها، تلویزیون‏ها، تلفن‏های همراه و ... اشاره نمود. استفاده روز افزون از این وسایل توجه متخصصین را به اثرات احتمالی این امواج روی سلامت انسان جلب کرده است (1) . مطالعه DNA و بررسی امواج رادیو فرکانس روی ساختار آن مورد توجه بسیاری از دانشمندان قرار گرفته است و مشخص شده است که آسیب DNA  در سلول‏های سوماتیک می‏تواند منجر به رشد سرطان یا مرگ سلول و در سلول های زاینده منجر به جهش و انتقال آن به نسل‏های بعدی شود (2) . ایجاد میکرونوکلئوس یکی از نشانه‏های آسیب کروموزومی است که ارزیابی آن کم هزینه و با امکانات محدود می‏توان آن را انجام داد (3). بررسی اثرات امواج الکترومغناطیسی بر محتوای ژنتیکی سلول‏ها، از جمله زمینه‏های مطالعاتی مهمی است که در چند سال اخیر به آن توجه شده است (4). Jacobson (5) در مطالعه خود علاوه بر این که اثر امواج بر سلول‏ها را مورد تایید قرار داد، تولید رادیکال‏های آزاد توسط سلول‏های در معرض امواج را نیز مطرح و اعلام نمود که میدان‏های الکترومغناطیسی از عوامل محیطی است که حتی شدت های کم آن نیز به واسطه استرس زایی بر سلامتی موجود زنده تاثیرات سو می‏تواند داشته باشد. مطالعات متعدد بر روی سلول‏های پستانداران و لنفوسیت‏های انسانی نشان داده است که امواج الکترومغناطیسی با ایجاد استرس اکسیداتیو و رادیکال‏های آزاد سبب نقص سیستم آنتی‏اکسیدانتی بدن شده و اثرات ژنوتوکسیک نظیر ناپایداری کروموزومی و آنیوپلوئیدی را افزایش می‏دهد (7 ، 6) . هم چنین تحقیقات Leszcyniki (8) نشان داده است که امواج ساطع شده از تلفن‏های همراه بیان پروتئین‏های hsp27 را تغییر داده و باعث افزایش نفوذپذیری سد خونی– مغزی می‏شود. علاوه بر آن افزایش بیان این پروتئین ممکن است در القا پروسه‏های سلولی مختلف شامل نسخه‏برداری، پیشرفت سیکل سلولی و آپوپتوزیس نقش مهمی ایفا کند. Trosic و همکارانش(9) نیز نشان داده‏اند که تعداد میکرونوکلئوس‏ها در اریتروسیت‏های پلی‏کروماتیک مغز استخوان در رت‏هایی که در معرض امواج 2.45 مگا هرتز به طور پیوسته به مدت 2 ساعت در روز قرار داده شده بودند، افزایش می‏یابد. تحقیقات نشان داده است که مصرف روزانه آنتی‏اکسیدانت‏های طبیعی، آسیب‏هایی که بر اثر استرس اکسیداتیو ایجاد می‏شود را کاهش می‏دهد. در این میان مصرف سبزیجات و میوه‏جات تازه که شامل کاروتنوئیدها، ترکیبات فنولی نظیر فلاونوئیدها و ... می‏باشند، اهمیت دارد (10). مشخص شده است که ویتامین A دارای اثرات آنتی‏اکسیدانتی بوده و اثرات ژنوتوکسیک ایجاد شده توسط Tefluthrin  را کاهش می‏دهد (11). ویتامین A یکی از ویتامین‏های محلول در چربی است که نقش مهمی در لیپوپروتئین‏ها، غشاهای زیستی، تحریکات تقسیم میتوز، سیستم‏های عصبی و تولید مثل، رشد جوانه اندام حرکتی و زنجیره‏های آنتی‏اکسیدانتی که در برابر آسیب اکسیداتیو قرار می‏گیرند، بر عهده دارد و آسیب‏های DNA و احتمال سرطان را کاهش می‏دهد (12). هم چنین ویتامین A  برای رشد طبیعی استخوان‏ها ضروری است (13). افزایش روز افزون منابع مولد میدان‏های الکترومغناطیسی (ایستگاه‏های رادیو و تلویزیون، ماهواره‏ها، تلفن همراه و ...) و گزارش‏ها هشدار دهنده سال‏های اخیر بیان گر ضرورت مطالعه هر چه بیشتر در این زمینه می‏باشد. در این پژوهش اثر آنتی‏اکسیدانتی ویتامین A با دوز 15000 واحد بین المللی بر کیلوگرم در کاهش آسیب‏های کروموزومی القایی توسط تلفن همراه بر اریتروسیت‏های مغز استخوان موش نر بالغ نژاد بالب سی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است.

مواد و روش‏ها

این مطالعه از نوع تجربی آزمایشگاهی است و در سال        1389 – 1388 در آزمایشگاه تحقیقاتی تکوین جانوری گروه زیست شناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد انجام شده است. در این تحقیق جهت بررسی اثر ویتامین A (خریداری شده از شرکت اسوه ) بر اریتروسیت‏های پلی‏کروماتیک مغز استخوان،   از موش‏های بالغ نژاد بالب سی که حدود 30 – 25 گرم وزن داشتند و از موسسه سرم سازی رازی مشهد خریداری شده  بودند به عنوان مدل آزمایشگاهی استفاده گردید. این موش‏ها در اتاق پرورش حیوانات در شرایط طبیعی که رطوبت آن حدود 60 تا 70 درصد و دمای آن حدود 1 ± 23 درجه سانتی‏گراد و دوره نوری طبیعی (12 ساعت روشنایی، 12 ساعت تاریکی) در قفس‏های پلی‏‏کربنه با درپوش سیمی ضد زنگ که هر هفته دو بار شستشو می‏شدند، نگهداری و برای تغذیه آن‏ها از غذای آماده استاندارد که از شرکت جوانه گندم خراسان خریداری شده بود، استفاده می‏شد. آب نیز به مقدار کافی توسط بطری شیشه‏ای در اختیار قرار داده شد. برای انجام این تجربیات 48 سر موش به طور تصادفی به چهار گروه مساوی، کنترل ( موش‏های این گروه در اتاق پرورش حیوانات و در شرایط طبیعی نگهداری شدند)، شاهد 1 (موش‏های این گروه برای مدت چهار روز متوالی و هر روز به مدت سه ساعت 12 – 9 در شرایط آزمایشگاهی و محدوده امواج تلفن همراه به حالت غیر فعال قرار گرفتند)، گروه شاهد 2 (موش‏ها به مدت چهار روز و هر روز به مدت سه ساعت  12- 9 در شرایط آزمایشگاهی در معرض امواج تلفن همراه به حالت روشن قرار داده شدند) و گروه تجربی (موش‏های این گروه ویتامین A  را با دوز 15000 واحد بین المللی بر کیلوگرم به مدت پنج روز متوالی به صورت درون صفاقی دریافت کردند و همچنین از روز دوم در معرض امواج تلفن همراه به حالت روشن به مدت چهار روز و هر روز به مدت سه ساعت 12 – 9 قرار گرفتند) تقسیم شدند (14). پس از پایان دوره تیمار، کلیه موش‏های گروه کنترل، شاهد 1، شاهد 2 و تجربی به وسیله کلروفرم بیهوش و تشریح شدند و سپس، استخوان‏های ران هر دو پا خارج و مغز استخوان به آرامی توسط تزریق محلول FBS (Fetal Bovin Serum ) خارج و در لوله آزمایش جمع‏آوری شد. لوله حاوی سوسپانسیون به مدت 10 دقیقه در سانتریفیوژ  (Kakusan , japan) با دور rpm 900 قرار داده شد. سپس مایع رویی خارج، به اندازه یک قطره باقی و پس از مخلوط کردن، محلول یکنواخت حاصل شده، سپس با پیپت پاستور یک قطره از محلول روی لام قرار داده و گسترش تهیه شد و پس از 48 ساعت با متانول فیکس شد. برای رنگ آمیزی گسترش‏های تهیه شده از رنگ‏های مای گرانووالد و گیمسا                        (‏Merck , Germany‏) به روشSchemid  استفاده شد (15).

شکل 1: A: اریتروسیت‏های پلی‏کروماتیک واجد میکرونوکلئوس از نمونه‏های شاهد 2. B: اریتروسیت‏های پلی‏کروماتیک واجد میکرونوکلئوس از نمونه‏های تجربی. در گسترش مغز استخوان موش نر نژاد بالب سی بزرگنمایی (x 1000). رنگ آمیزی مای گرانوالد-  گیمسا.

در یک رنگ آمیزی مناسب اریتروسیت‏های پلی‏کروماتیک به خوبی به رنگ صورتی مشاهده می‏شوند، این سلول‏ها بدون هسته بوده و میکرونوکلئوس‏ها به صورت یک هسته کوچک ارغوانی در سیتوپلاسم دیده می‏شود که به سهولت به وسیله تست میکرونوکلئوس مشخص می‏شود. در هر لام تهیه شده تعداد میکرونوکلئوس‏ها در 1000 اریتروسیت پلی‏کروماتیک به وسیله میکروسکوپ نوری ( Nikon , japan ) شمارش گردید. داده‏های کمی حاصل به کمک نرم افزار SPSS و آزمون آماری  ANOVA در سطح 05/0 P < تحلیل گردید. در پژوهش حاضر کلیه اصول اخلاقی کار با حیوانات آزمایشگاهی رعایت شده است.

نتایج

تجزیه و تحلیل آماری نتایج شمارش میانگین تعداد میکرونوکلئوس‏های پلی‏کروماتیک مغز استخوان موش‏های نر بالغ نژاد بالب سی گروه تجربی (25/23) نسبت به گروه شاهد 1 (88/35)، شاهد 2 (55/45) و کنترل (68/34) بیان‏گر کاهش معنی‏دار (01/0 P<) تعداد میکرونوکلئوس‏ها در گروه تجربی بود. همچنین گروه شاهد 2 (55/45) نسبت به گروه کنترل (68/34) افزایش معنی‏داری (05/0 P<) در تعداد میکرونوکلئوس‏ها نشان داد (نمودار 1). علاوه بر این مقایسه دو شکل A –1 (گروه شاهد2) با شکل A – 2 (گروه تجربی) نشان دهنده کاهش قابل توجه تعداد میکرونوکلئوس‏ها در گروه تجربی نسبت به گروه شاهد 2 می‏باشد.

نمودار 1: مقایسه میانگین تعداد میکرونوکلئوس‏ها در گروه های کنترل ، شاهد 1 و 2 و تجربی . 05/0 P <

ª: افزایش معنی‏دار (05/0 P<) تعداد میکرونوکلئوس‏ها در گروه شاهد2 نسبت به گروه کنترل.

ªª: کاهش معنی دار (01/0 P<)  تعداد میکرونوکلئوس‏ها در گروه تجربی نسبت به شاهد2

بحث

گسترش و کاربرد فزاینده تلفن‏های همراه که مولد امواج الکترومغناطیسی می‏باشد و گزارشات متعدد سال‏های اخیر در مورد اثرات تراتوژنیک این امواج بر فرآیندهای مختلف رشد و نمو، باعث ایجاد نگرانی‏های بسیاری در ارتباط با اثرات زیان بار امواج انتشار یافته از تلفن‏های همراه بر سلامت انسان شده است و علی‏رغم ضمانت هیات‏های صنعتی و اداری مختلف از جمله هیات مدیره حفاظت رادیولوژیک انگلستان (NRPB)، هنوز شک و تردید بسیاری در این رابطه وجود دارد (16). این امر باعث توجه بسیاری در سطح جهانی به مطالعه اثرات زیستی این امواج بر سلامتی انسان شده است و گزارش‏های متعددی نیز تاکنون در این ارتباط انتشار یافته است که از جمله می‏توان به القا پروتئین‏های استرس تحت تلفن همراه (17) ، اثرات تابش امواج مایکروویو بر روی یادگیری، توجه و دقت (18)، هم چنین نقش میدان‏های مغناطیسی با فرکانس پایین بر شاخص‏های باروری (19) و آسیب‏های کروموزومی (20) و پتانسیل ژنوتوکسیک (21) اشاره نمود. زمیسلونی و جار(22) نیز تشکیل رادیکال‏های آزاد را تحت تاثیر امواج الکترومغناطیسی دلیل اصلی اثرات مخرب این امواج گزارش نموده است. در حالت طبیعی، سیستم دفاعی بدن رادیکال‏های آزادی که در اثر فعالیت‏های بدن ایجاد می‏شوند را خنثی و بی ضرر می‏کند. اما عوامل مخرب محیطی باعث می‏شوند بدن نتواند با این رادیکال‏های آزاد مبارزه کند و در نتیجه ساختمان و عمل سلول‏های بدن توسط این رادیکال تخریب شده و منجر به بروز بیماری می‏شود. آنتی اکسیدانت‏ها ترکیباتی هستند که رادیکال‏های آزاد را پاک سازی و خنثی کرده و اثرات تخریبی آن‏ها را بر روی سلول‏ها پیش گیری می‏کند (24 ، 23). هدف این پژوهش بررسی تاثیر خاصیت آنتی‏اکسیدانی ویتامین A در مهار آسیب‏های کروموزومی القایی توسط امواج تلفن‏های همراه بوده است و نتایج آن بیان‏گر آن است که ارزیابی تعداد میکرونوکلئوس‏ها در اریتروسیت‏های مغز استخوان موش‏هایی که ویتامین A را به صورت درون صفاقی و هم چنین امواج تلفن همراه را دریافت کرده‏اند، در مقایسه با موش‏های گروه کنترل و شاهد 1 و 2 کاهش معنی‏دار یافته است.

آزمون میکرونوکلئوس در اریتروسیت‏های مغز استخوان موش برای اولین بار توسط Schemid (15) در سال 1973 آغاز شد. این متداول‏ترین تست ژنوتوکسیکی کوتاه مدت در محیط       in vitro است. میکرونوکلئوس تکه‏ای از کرموزوم آسنتریک یا یک کروموزوم است که در طی آنافاز تقسیم سلولی نمی‏توان به هسته سلول دختر منتقل شود. آسیب ژنتیکی منجر به تشکیل میکرونوکلئوس می‏شود. اریتروسیت‏های میکرونوکلئوس‏دار در مغز استخوان با یک روش ساده و سریع برای تعیین آسیب‏های کروموزومی که بر اثر عوامل فیزیکی و شیمیایی ایجاد می‏شوند، به دست می‏آیند (26، 25). عوامل زیادی تشکیل میکرونوکلئوس را در اریتروسیت‏های پلی‏کروماتیک القا می‏کند، حتی دمای 5/39 درجه سانتی‏گراد و بالاتر برای بیشتر از 30 دقیقه باعث تشکیل میکرونوکلئوس می‏شود (27). افزایش فراوانی اریتروسیت‏های پلی‏کروماتیک میکرونوکلئوس‏دار در حیوانات نشان دهنده القای آسیب کروزومی است (28).

تاکنون مطالعات زیادی بر روی خاصیت آنتی‏اکسیدانت‏ها به خصوص ویتامین A  و اثرات دارویی آن و هم چنین در مهار اثرات سوء امواج تلفن همراه و میدان‏های الکترومغناطیسی انجام شده است. نتایج حاصل از این تجربیات به ویژه پژوهش‏های مربوط به آسیب‏های کروموزومی و صدمات ژنتیکی تحت تابش‏های الکترومغناطیسی، بسیار ضد و نقیض می‏باشد. نتیجه این پژوهش با برخی گزارش‏های علمی منتشر شده قبلی نظیر تجربیات انجام شده توسط ابدو و همکاران (29) مطابقت دارد. مطالعه وی بیان کننده این است که ویتامینA  دارای اثرات آنتی‏اکسیدانتی بوده و اثرات ژنوتوکسیک ایجاد شده توسطTefluthrin  را کاهش می‏دهد. مطالعه Siddigue و همکاران (30) بیان‏گر آن است که تزریق ویتامین A، اثرات ژنوتوکسیک نظیر تبادل کروماتیدهای خواهری و ناهنجاری‏های کروموزومی ایجاد شده توسط Norethynodrel  را در سلول‏های مغز استخوان موش کاهش می‏دهد. هم چنین تجربیات محققین نشان داده است که مکمل‏های غذایی شامل انواع ویتامین‏ها، آنتی‏اکسیدانت‏ها و مواد معدنی باعث کاهش آسیب‏های کروموزومی در لنفوسیت‏های انسانی می‏شود (31). گزارش برخی از محققین دال بر آن است که که امواج تلفن همراه باعث تغییر در فعالیت آنتی‏اکسیدانت‏های خون و مغز موش صحرایی می‏شود اما کاروتنوئیدها و ملاتونین عملکرد آنتی‏اکسیدانت‏ها را تقریبا  به میزان طبیعی باز می‏گرداند(32). در همین راستا محققین نشان دادند کهcaffeic acid phenethyl ester  (CAPE) ترکیب شبه فلاونوئیدی و کاروتنوئیدی که و از اجزای اصلی موم زنبور عسل می‏باشد قادر است از آسیب‏های کلیوی و قلبی که توسط امواج 900 مگا هرتزی تلفن همراه در موش‏های صحرایی ایجاد می‏شود، جلوگیری می‏نماید. CAPE این عمل را از طریق از بین بردن رادیکال‏های آزاد ایجاد شده انجام می‏دهد          (34 ، 33). ویتامین A  یک آنتی‏اکسیدانت بوده و با خنثی کردن مولکول‏های اکسیژن نا پایدار به نام رادیکال‏های آزاد، بدن را در برابر برخی بیماری‏ها محافظت کرده، ضمنا احتمال سرطان سینه را کاهش می‏دهد (35). هم چنین این ویتامین آنتی‏اکسیدانت قوی است و از آسیب اکسیداتیو جلوگیری می‏کند. القا آسیب اکسیداتیو در نتیجه افزایش استرس اکسیداتیو نسبت به ظرفیت آنتی‏اکسیدانت‏ها و آنزیم‏های آنتی‏اکسیدانتی بستگی دارد (36). به طور کلی آنتی‏اکسیدانت‏ها، رادیکال‏های آزاد را از طریق دو مکانیسم غیر فعال می‏کنند: اولین مکانیسم روش وابسته به انتقال هیدروژن یا HAT نامیده می‏شود که در آن ماده آنتی‏اکسیدانتی با انتقال اتم هیدروژن به رادیکال آزاد باعث غیر فعال شدن آن در محیط می‏شود. دومین مکانیسم روش وابسته به انتقال تک الکترون یا SET نامیده می‏شود. در این روش آنتی‏اکسیدانت با انتقال تک الکترون به رادیکال آزاد، فلزات و یا گروه‏های کربونیل در محیط واکنش، عملکرد خود را انجام می‏دهد (37). از آنجایی که ترکیبات اکسیدانت و رادیکال‏های آزاد بسیار فعال و ناپایدار می‏باشند، تمایل زیادی به واکنش با مولکول‏هایی نظیر پروتئین‏ها و کربوهیدرات‏ها و DNA دارند که موجب آسیب اکسیداتیو در آن‏ها می‏گردد. نتیجه این واکنش‏ها اختلال در عملکرد سلول‏ها خواهد بود و چنانچه این آسیب شدید باشد به مرگ سلول‏های مذکور منتهی می‏گردد(23).

مشخص شده است که با تاثیر ویتامین A بر روی لنفوسیت خونی انسانی، تعویض کروماتیدهای خواهری القایی توسط alfatoxin B1 کم می‏شود (38). موشی که با ترکیبی از متوتروکسات و ویتامین A تحت درمان قرار گرفته است، در مقایسه با موش‏هایی که متوتروکسات را به تنهایی دریافت کرده اند کاهش قابل توجهی در تعداد میکرونوکلئوس‏های آن دیده شده است. متوتروکسات ماده‏ای است که اثرات ژنوتوکسیکی و سیتوتوکسیکی را در موش القا می‏کند و ویتامین A باعث کاهش این اثرات می‏شود (39). این ویتامین عامل مهمی برای تمایز و تکثیر سلولی می‏باشد و هم چنین آنتی‏اکسیدانتی است که از آسیب به DNA جلوگیری می‏کند (40).

نتیجه پژوهش حاضر با برخی تجربیات که بیانگر اثرات منفی ویتامین A در دوزهای بالا است مغایرت دارد. تجربیات Mohanty (41) بیان‏گر این است که تزریق دوز 15000 واحد بین المللی بر کیلوگرم و یا 1000 واحد بین المللی بر کیلوگرم این ویتامین منجر به ایجاد ناهنجاری‏هایی در موش نژاد    Swiss webster می‏شود. همچنین در مطالعه دیگری که توسط Quemela (42) انجام شده است، دوز 70 میلی‏گرم بر کیلوگرم این ویتامین را به عنوان دوز موثر تراتوژن در موش گزارش نمود. با توجه به تجربیات قبلی به نظر می‏رسد ویتامین A در دوز مناسب آسیب‏های کـرموزومی ناشی از امـواج تلفن همـراه را با

جلوگیری از تشکیل رادیکال‏های آزاد کاهش می‏دهد.

نتیجه گیری

یافته‏های این پژوهش نشان می‏دهد که امواج تلفن همراه باعث القای آسیب‏های کروموزومی و افزایش فراوانی میکرونوکلئوس در اریتروسیت‏های مغز استخوان موش نر بالغ نژاد  بالب سی می‏شود که با تزریق ویتامین A  با دوز 15000 واحد بین المللی بر کیلوگرم، تعداد میکرونوکلئوس‏ها در اریتروسیت‏های مغز استخوان موش کوچک آزمایشگاهی کاهش پیدا می‏نماید.

با توجه به کاربرد روز افزون دستگاه‏های مولد امواج الکترومغناطیسی (تلفن همراه، تلویزیون، ماهواره‏ها و ...) و اثرات احتمالی آن‏ها بر فرآیندهای رشد و نموی موجودات زنده به خصوص زنان باردار، مصرف روزانه آنتی‏اکسیدانت‏ها توصیه می‏شود. لیکن این مصرف باید زیر نظر پزشک صورت پذیرد.

تشکر و قدردانی

از کارشناسان محترم آزمایشگاه تحقیقاتی تکوین جانوری دانشگاه آزاد اسلامی مشهد و هم چنین از جناب آقای مصطفی طالب پورکه در اجرای این طرح پژوهشی همکاری نمودند، تقدیر و سپاسگزاری می‏شود.