You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

Оцінка біологічних ефектів в умовах сполученого впливу шкідливих факторів виробництва

Оцінка біологічних ефектів в умовах сполученого впливу шкідливих факторів виробництва

ISSN 2223-6775 Український журнал з проблем медицини праці Том.18, №3, 2022


https://doi.org/10.33573/ujoh2022.03.181

Оцінка біологічних ефектів в умовах сполученого впливу шкідливих факторів виробництва

Літовченко О.Л.1, Завгородній І.В.1, Перова І.Г.2, Капустник В. А.1, Беккельманн І.3
1Харківський національний медичний університет, Україна
2Харківський національний університет радіоелектроніки, Україна
3Магдебурзький університет імені Отто фон Геріке, Німеччина


 Повна стаття (PDF), АНГЛ

Вступ. Сучасний стан виробничого середовища представлений різноманітними комбінаціями виробничих факторів, які можуть негативно впливати на людину у трудовому процесі. Проблематика цього питання полягає у тому, що наразі відсутні алгоритми визначення того, який з факторів робить більший внесок у формування відповідної реакції організму на сполучений вплив чинників та які виникають закономірності відповідної реакції організму, що є важливим завданням для медицини праці задля ефективного аналізу виробничих умов та стану здоров’я працюючого контингенту.

Метою дослідження було встановити зміни в організмі тварин при одночасному впливі електромагнітного випромінювання (ЕМВ) і помірно низької температури (ПНТ) та за допомогою математичного аналізу визначити внесок кожного з факторів у загальний біологічний ефект.

Матеріали та методи дослідження. Досліджено біологічні ефекти сполученого впливу ЕМВ та ПНТ в експерименті на лабораторних тваринах (щурах-самцях). Визначали біохімічні показники, зокрема стан перекисного окислення, антиоксидантного захисту, ліпідного та вуглеводного обмінів, мікроелементний статус та імунологічну реактивність клітинної та гуморальної ланок, репродуктивну функцію. Запропоновано математичний підхід на основі штучного інтелекту (розрахунок рівня нечіткої належності) для визначення інтенсивності ЕМВ та ПНТ за умов сполученого впливу цих факторів та встановлення найбільш інформативних показників за допомогою факторного аналізу (метод головних компонент).

Результати. Встановлено, що за умов сполученого впливу факторів біологічними ефектами були: морфологічні зміни в органах внутрішньої секреції (ЕМВ і ПНТ з рівною часткою внеску 0,50), посилення перекисного окислення з одночасним помірним пригніченням. антиоксидантного захисту, посилення ліпідного обміну з дисліпопротеїновими явищами (частка внеску для ПНТ 0,67, частка внеску для EMВ 0,33). З боку імунної системи фазові зміни в роботі як клітинних, так і гуморальних одиниць (частка внеску для ЕМВ 0,53, частка внеску для ПНТ 0,47), порушення функціонування сперматозоїдів (частка внеску для EMВ 0,55, частка внеску для ПНТ 0,45).

Висновки. Методика визначення інтенсивності впливу дозволила встановити, що кожен із факторів мав свою частку внеску в досліджувані системи. Найбільший внесок зробила ПНТ, яка додала 54% своєї частки в загальний біологічний ефект проти ЕМВ, для якого частка внеску становила 46%. Такий аналіз дозволив передбачити ймовірну реакцію всього організму і обґрунтовано розробити відповідні профілактичні заходи.

Ключові слова: electromagnetic radiation, moderately low temperature, combined effect, experiment, clustering, principal component analysis

Література

  1. Perova, I., Litovchenko, O., Bodvanskiy, Y., Brazhnykova, Y., Zavgorodnii, I., Mulesa, P., (2018), “Medical Data-Stream Mining in the Area of Electromagnetic Radiation and Low Temperature Influence on Biological Objects”, 2018 IEEE Second International Conference on Data Stream Mining & Processing (DSMP), 21–25.09. 2018, Lviv, IEEE, doi: https://doi.org/10.1109/dsmp.2018.8478577
  2. Directive 2013/35/EU of the European Parliament and of the Council of 26 June 2013 on the minimum health and safety requirements regarding the exposure of workers to the risks arising from physical agents (electromagnetic fields), available at: http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2013:179:0001:0021:EN:PDF.
  3. Hardell, L., (2017), “World Health Organization, radiofrequency radiation and health - a hard nut to crack (Review)”, International Journal of Oncology , No. 51(2), pp. 405–413, doi: https://doi.org/10.3892/ijo.2017.4046
  4. Miah, T. and Kamat, D., (2017), „Current Understanding of the Health Effects of Electromagnetic Fields”, Pediatric Annals , No. 46(4), pp.172-174, doi: https://doi.org/10.3928/19382359-20170316-01
  5. Földváry Ličina, V., (2018), “Development of the ASHRAE Global Thermal Comfort Database II”, Building and Environment], No. 142, pp. 502–512, doi: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.06.022
  6. Park, S., Kyung, G., Choi, D., Yi, J., Lee, S., Choi, B. and Lee, S., (2019), “Effects of display curvature and task duration on proofreading performance, visual discomfort, visual fatigue, mental workload, and user satisfaction”, Applied Ergonomics], No. 78, pp. 26–36, doi: https://doi.org/10.1016/j.apergo.2019.01.014
  7. Litovchenko, O., Mishyna, M. and Zub, K., (2020), “Adaptation mechanisms of the immune reaction in rats under the influence of moderately low temperatures in combination with low frequency electromagnetic radiation”, Problems of Cryobiology and Cryomedicine ,No. 30(3), pp. 256–269, doi: https://doi.org/10.15407/cryo30.03.256
  8. Perova, I., Litovchenko, O., Zavgorodnii, I., Brazhnykova, Y. and Kovalenko, A., (2020), “A Mathematical Analysis of Immunological Indicator of Biological Objects under Influence of Low-Frequency Electromagnetic Radiation in Conditions of Cold Stress”, 2020 IEEE Ukrainian Microwave Week (UkrMW), 21–25.09.2020, Kharkiv, Ukraine. IEEE, doi: https://doi.org/10.1109/ukrmw49653.2020.9252691
  9. Zhu, Y. C., Yocom, E., Sifers, J., Uradu, H. and Cooper, R. L., (2016). “Modulatory effects on Drosophila larva hearts: room temperature, acute and chronic cold stress”, Journal of Comparative Physiology, No. 186 (7), pp. 829–841, doi: https://doi.org/10.1007/s00360-016-0997-x
  10. Bhat, S. A., Bhushan, B., Sheikh, S. A., Chandrasekar, T., Godara, A. S., Bharti, P. and Japheth, K. P., (2015), “Effect of infrared lamps to ameliorate cold stress in Vrindavani calves”, Veterinary World, No. 8(6), pp. 777–782, doi: https://doi.org/10.14202/vetworld.2015.777-782
  11. Alves-Bezerra, M., & Cohen, D. E. (2017), “Triglyceride Metabolism in the Liver”, Comprehensive Physiology, No. 8(1), pp. 1–8, doi: https://doi.org/10.1002/cphy.c170012
  12. Zhang, T., Chen, J., Tang, X., Luo, Q., Xu, D. and Yu, B., (2019), “Interaction between adipocytes and high-density lipoprotein: new insights into the mechanism of obesity-induced dyslipidemia and atherosclerosis”, Lipids in Health and Disease, No. 18(1), doi: https://doi.org/10.1186/s12944-019-1170-9
  13. Chen, B.-j., Niu, C. j. and Yuan, L., (2015), „Ascorbic acid regulation in stress responses during acute cold exposure and following recovery in juvenile Chinese soft-shelled turtle (Pelodiscus sinensis)”, Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, No. 184, pp. 20–26, doi: https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2015.01.018
  14. Takeuchi, Osamu & Akira, Shizuo. (2010), “Pattern Recognition Receptors and Inflammation”, Cell, No.140, pp. 805-20, doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2010.01.022.
  15. Janeway, CA. Jr., Travers, P., Walport, M. et al. (2001), Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. Principles of innate and adaptive immunity. 5th edition. NY: Garland Science, available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK27090/