Efectos de la exposición a campos electromagnéticos en el sistema de defensa antioxidante

Resumen

Los dispositivos tecnológicos se han convertido en componentes esenciales de la vida diaria. Sin embargo, sus efectos nocivos en el cuerpo, particularmente en el sistema nervioso, son bien conocidos. Los campos electromagnéticos (EMF) tienen varios efectos químicos, incluido el deterioro de las moléculas grandes en las células y el desequilibrio en el equilibrio iónico. A pesar de ser esenciales para la vida, las moléculas de oxígeno pueden conducir a la generación de subproductos peligrosos, conocidos como especies reactivas de oxígeno (ROS), durante las reacciones biológicas. Estas especies reactivas de oxígeno pueden dañar componentes celulares como proteínas, lípidos y ADN. Existen sistemas de defensa antioxidante para mantener bajo control la formación de radicales libres y evitar sus efectos nocivos en el sistema biológico. La formación de radicales libres puede tener lugar de varias maneras, incluyendo luz ultravioleta, fármacos, oxidación de lípidos, Reacciones inmunológicas, radiación, estrés, tabaquismo, alcohol y reacciones redox bioquímicas. El estrés oxidativo ocurre si el sistema de defensa antioxidante no puede prevenir los efectos nocivos de los radicales libres. Varios estudios han informado que la exposición a EMF produce estrés oxidativo en muchos tejidos del cuerpo. Se sabe que la exposición a EMF aumenta las concentraciones de radicales libres y la trazabilidad y puede afectar la recombinación de la pareja radical. El propósito de esta revisión fue resaltar el impacto del estrés oxidativo en los sistemas antioxidantes. Se sabe que la exposición a EMF aumenta las concentraciones de radicales libres y la trazabilidad y puede afectar la recombinación de la pareja radical. El propósito de esta revisión fue resaltar el impacto del estrés oxidativo en los sistemas antioxidantes. 

Abreviaturas : EMF, campos electromagnéticos; RF, radiofrecuencia; ROS, especies reactivas de oxígeno; GSH, glutatión; GPx, glutatión peroxidasa; GR, glutatión reductasa; GST, glutatión S-transferasa; CAT, catalasa; SOD, superóxido dismutasa; HSP, proteína de choque térmico; EMF / RFR, frecuencia electromagnética y exposiciones a radiofrecuencia; ELF-EMFs, exposición a frecuencias extremadamente bajas; MEL, melatonina; FA, ácido fólico; MDA, malondialdehído.

Palabras clave: EMF, estrés oxidativo, ROS, antioxidantes.

1. Introducción

Los campos electromagnéticos (EMF) son emitidos por muchas fuentes naturales y artificiales que juegan un papel importante en la vida diaria. Más de 3 mil millones de personas en todo el mundo están expuestas a EMF todos los días [ ] La exposición de por vida a los campos electromagnéticos se está convirtiendo en objeto de una importante investigación científica ya que tiene el potencial de causar cambios cruciales y efectos nocivos en los sistemas biológicos. Los impactos biológicos de EMF se pueden clasificar como térmicos y no térmicos. Los efectos térmicos están asociados con el calor creado por los EMF en un área determinada. Este mecanismo ocurre a través de una alteración en la temperatura derivada de los campos de radiofrecuencia (RF). Es posible que cada interacción entre los campos de RF y los tejidos vivos provoque una transferencia de energía que provoque un aumento de la temperatura. La piel y otros tejidos superficiales suelen absorber las radiaciones no térmicas emitidas por los teléfonos móviles; Esto provoca un aumento insignificante de la temperatura del cerebro u otros órganos del cuerpo [ ] Los mecanismos no térmicos son aquellos que no están directamente asociados con este cambio de temperatura, sino con otros cambios en los tejidos en asociación con la cantidad de energía absorbida [  ,  ]. Los estudios sobre los efectos en la salud de la energía de RF de los sistemas de comunicación han revelado que también deben discutirse los efectos no térmicos. El hecho de que los posibles mecanismos biofísicos de la interacción RF-EMF con células vivas aún no se hayan aclarado completamente es una de las razones de estas discusiones [  ]. Una parte importante de muchos estudios sobre EMF ha investigado los efectos “no térmicos” de la RF en los tejidos biológicos [ ]. Se ha observado que este efecto está mediado por la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) [  , ] Las ROS están involucradas en varias funciones celulares. Pueden ser esenciales o extremadamente tóxicos para la homeostasis celular [  ]. Sus efectos citotóxicos se derivan de la peroxidación de los fosfolípidos de membrana. Esto crea un cambio en la conductividad de la membrana y la pérdida de integridad de la membrana [  ]. Se ha observado que la exposición a EMF causa un aumento en la producción de radicales libres en el ambiente celular. Los organismos vivos tienen mecanismos antioxidantes, como el glutatión (GSH), la glutatión peroxidasa (GPx), la catalasa (CAT) y la superóxido dismutasa (SOD), para aliviar el daño causado por ROS y sus productos [  ]. Este mecanismo de defensa actúa suprimiendo o deteriorando la reacción en cadena provocada por ROS. En este caso, los mecanismos de defensa antioxidante se ven afectados al estar sujetos a un agente que causa la sobreproducción de ROS, incluido EMF, lo que resulta en estrés oxidativo [  ,  ]. Los estudios realizados en los últimos años han informado que los radicales libres juegan un papel importante en el mecanismo detrás de muchas enfermedades, como la diabetes y el cáncer [  , , ]. Sin embargo, todavía hay mucha incertidumbre sobre el tema, y ​​quedan varias preguntas por responder.

Esta revisión evaluó el efecto de la exposición a EMF en tejidos biológicos al concentrarse en alteraciones en varias actividades de enzimas antioxidantes y diferentes parámetros de oxidación.

2. Efectos del campo electromagnético.

Hoy en día, el radar, el equipo de comunicación, las estaciones base de telefonía móvil, las líneas de alta tensión, los transmisores de radio y televisión, las subestaciones y los equipos eléctricos en el hogar y el trabajo emiten un amplio espectro de ondas electromagnéticas, además de muchos sistemas eléctricos en el entorno [  ] El Sistema Global de Comunicaciones Móviles (GSM, 850–900 MHz y 1850–1990 MHz) es actualmente el sistema más extenso para telecomunicaciones móviles en todo el mundo [  ,  ]. Los modelos de teléfonos móviles (1800 MHz −2200 MHz), computadoras portátiles (1000 MHz – 3600 MHz) y redes inalámbricas en uso hoy en día funcionan con radiación de microondas de alta frecuencia (2,45 GHz) [ ] Paralelamente a los desarrollos tecnológicos en este siglo, los dispositivos tecnológicos son cada vez más importantes en la vida diaria. Sin embargo, a pesar de hacer la vida más fácil, también pueden causar una serie de problemas de salud. En particular, la edad promedio de inicio del uso del teléfono móvil ha disminuido rápidamente a la edad escolar primaria, y las duraciones de la exposición a los EMF también están aumentando. Un estudio informó que la exposición extremadamente baja a EMF por parte de los teléfonos móviles puede causar problemas de salud [  ]. Varios estudios han reportado hallazgos como estrés, dolor de cabeza, cansancio, ansiedad, disminución del potencial de aprendizaje, deterioro de las funciones cognitivas y poca concentración en caso de exposición a la radiación de microondas emitida por los teléfonos móviles [  ,  ,] Los EMF influyen en los procesos metabólicos en el cuerpo humano y ejercen diversos efectos biológicos en las células a través de una variedad de mecanismos. EMF interrumpe las estructuras químicas de los tejidos, ya que un alto grado de absorción de energía electromagnética puede cambiar la corriente eléctrica en el cuerpo [  ]. Como resultado de esta exposición, las funciones de los órganos se ven afectadas. Los campos eléctricos ejercen una fuerza oscilatoria sobre cada ion libre en ambos lados de la membrana plasmática y hacen que la crucen. Este movimiento de iones provoca el deterioro de los canales iónicos en la membrana, los cambios bioquímicos en la membrana y, en consecuencia, el deterioro de todas las funciones celulares [  ].

La exposición a los campos electromagnéticos puede dañar los tejidos biológicos al inducir cambios, que pueden explicarse en términos de mecanismos térmicos o no térmicos [  ]. Los efectos térmicos pueden ocurrir con la conversión y absorción de calor por la energía electromagnética del cuerpo. El aumento de la temperatura corporal se estabiliza y alivia mediante la circulación sanguínea. Aunque los efectos no térmicos no elevan la temperatura corporal lo suficiente como para dañar la estructura de los tejidos, sus efectos aún pueden verse como un aumento en la producción de radicales libres en los tejidos [  ]. Se informa que los EMF, independientemente de dónde ocurran en el espectro de frecuencia, causan un aumento en los niveles de radicales libres de oxígeno en un entorno experimental en plantas y humanos [  ].

3. Estrés oxidativo relacionado con CEM y efectos sobre el tejido

Los radicales libres son moléculas reactivas producidas durante la conversión de los alimentos en energía a través del oxígeno. La formación de radicales libres es una reacción de oxidación que ocurre sobre una base de oxígeno. [  ] Como el oxígeno es esencial para la supervivencia, no se puede evitar la formación de radicales libres. Sin embargo, los factores que incluyen la radiación ionizante y no ionizante alteran la transcripción y traducción de genes como JUN, HSP 70 y MYC, a través del receptor del factor de crecimiento epidérmico EGFR-ras, lo que conduce a la generación de ROS [  ,  ] y resulta en La sobreproducción de ROS en los tejidos [  ].

La reacción de Fenton es un proceso catalítico que convierte el peróxido de hidrógeno, un producto de la respiración oxidativa mitocondrial, en un radical libre de hidroxilo altamente tóxico. Algunos estudios han sugerido que EMF es otro mecanismo a través de la reacción de Fenton, lo que sugiere que promueve la actividad de radicales libres en las células [  ,  ]. Aunque algunos investigadores han informado que las ROS realizan una función beneficiosa, un alto grado de producción de ROS puede causar daño celular, lo que resulta en una variedad de enfermedades. Estos radicales reaccionan con varias biomoléculas, incluido el ADN ( Fig. 1 ). Es decir, la energía de los radicales libres no es suficiente, y por esta razón se comportan como ladrones que aprovechan la energía de otras células y roban a una persona para satisfacerse [ ] Muchos estudios han sugerido que EMF puede desencadenar la formación de especies reactivas de oxígeno en células expuestas in vitro [  ,  ,  ,  ] e in vivo [  ,  ,  ]. La etapa inicial de la producción de ROS en presencia de RF está controlada por la enzima oxidasa NADPH ubicada en la membrana plasmática. En consecuencia, las ROS activan las metaloproteasas de la matriz, iniciando así las cascadas de señalización intracelular para advertir al núcleo de la presencia de estimulación externa. Estos cambios en la transcripción y la expresión de proteínas se observan después de la exposición a RF [] Kazemi y col. investigó el efecto de la exposición a 900 MHz en la inducción de estrés oxidativo y el nivel de ROS intracelular en células mononucleares humanas. La elevación excesiva en los niveles de ROS es una causa importante de daño oxidativo en lípidos y proteínas y ácidos nucleicos. Por lo tanto, provoca cambios en la actividad enzimática y la expresión génica, lo que eventualmente conduce a diversas enfermedades, como trastornos del sueño, artrosclerosis, pérdida de apetito, diabetes, mareos, artritis reumatoide, enfermedades cardiovasculares, náuseas y derrames cerebrales [  ,  , ] Además, la degradación del equilibrio prooxidante-antioxidante debido a un aumento incontrolado de ROS también puede dar lugar a la peroxidación lipídica. La peroxidación lipídica es el proceso en el cual las membranas celulares se destruyen rápidamente debido a la oxidación de componentes de fosfolípidos que contienen ácidos grasos insaturados. Al continuar esta reacción, los peróxidos lipídicos (-C0, H) se acumulan en la membrana y transforman los ácidos grasos poliinsaturados en sustancias biológicamente activas [  ]. En consecuencia, la peroxidación lipídica conduce a un daño significativo en las células, como alteraciones en el transporte de la membrana, cambios estructurales, fluidez de la membrana celular, daño a los receptores de proteínas en las estructuras de la membrana y cambios en la actividad de las enzimas de la membrana celular [] Hoyto y col. demostró una inducción significativa de la peroxidación lipídica después de la exposición a EMF en las células SH-SY5Y de ratón y las células de fibroblastos L929 [  ]. Los estudios epidemiológicos también han sugerido que el daño oxidativo a los lípidos en las paredes de los vasos sanguíneos puede ser un contribuyente significativo al desarrollo de la aterosclerosis [  ,  ,  ].

Un archivo externo que contiene una imagen, ilustración, etc. El nombre del objeto es JMAU-5-167-g001.jpg

Las especies reactivas de oxígeno generadas por los efectos de la exposición a EMF pueden dañar varias estructuras celulares en las neuronas del sistema nervioso central [  ].

Los estudios generalmente se centran en el cerebro, ya que los teléfonos celulares se mantienen cerca de la cabeza durante el uso. Existe evidencia considerable de que la EMF puede afectar las funciones neuronales en el cerebro humano [  ]. La relación entre EMF y trastornos neurológicos puede explicarse en términos de la respuesta al choque térmico [  ]. La respuesta de la proteína de choque térmico (HSP) generalmente se relaciona con el choque térmico, la exposición a metales pesados ​​y los insultos ambientales como los EMF. Generalmente, HSP es un marcador en células bajo estrés. Los organismos vivos generan proteínas de estrés para sobrevivir a los estresores ambientales. La respuesta al choque térmico se considera una respuesta general a una amplia variedad de tensiones, como el estrés oxidativo [ ] En humanos y otros mamíferos, muchos estímulos ambientales causan radiación ultravioleta [ , ], la radiación ionizante [  ] y la radiación láser [  ] son ​​causadas por tensiones celulares y alteran los niveles de Hsp90 y 70. La radiación no ionizante también causa cambios de HSP en varios tejidos, incluidos el cerebro [  ], el miocardio [  ], los testículos [  ] y la piel [  ]. Los estudios han descrito estos hallazgos como una adaptación o reajuste de las proteínas de estrés celular antes de preparar la maquinaria celular para un cambio ambiental adecuado. Pequeños reajustes transitorios de los circuitos pueden influir decisivamente en la tolerancia general al estrés [  ].

También se ha informado que la EMF de baja frecuencia (0–300 Hz) y RF (10 MHz – 300 GHz) altera la permeabilidad de la barrera hematoencefálica [  ,  ,  ]. Al mismo tiempo, estos cambios en la barrera hematoencefálica pueden conducir a una acumulación excesiva de metales pesados ​​y específicamente de hierro en el cerebro. Este efecto puede desencadenar varios trastornos neuronales [  ,  ]. Algunos estudios han informado que el daño al ADN y la interrupción de la barrera hematoencefálica están conectados, y que las condiciones del espectro autista están asociadas con la exposición a los CEM. La interrupción de la fertilidad y la reproducción asociada con EMF / RFR también puede estar relacionada con la creciente incidencia de las condiciones del espectro autista [  ,  , ].

El estrés oxidativo juega un papel importante en el proceso de daño del ADN, la expresión génica general y específica y la apoptosis celular. El cerebro tiene una alta tasa metabólica, lo que lo hace más propenso al daño por ROS y daño oxidativo en comparación con otros órganos [  ]. Las cantidades excesivas de ROS en los tejidos pueden conducir a la necrosis, la muerte de las neuronas y el daño neuronal en el tejido cerebral, así como a trastornos neurológicos como la enfermedad de Alzheimer, la lesión de la médula espinal, la esclerosis múltiple y la epilepsia [  ] ( Fig. 2 ) . Varios estudios han observado daño neuronal y pérdidas celulares causadas por la exposición a EMF en muchas regiones del cerebro, incluyendo la corteza, los ganglios basales, el hipocampo y el cerebelo [  ,  ,  ,  ]. Un estudio epidemiológico determinó una asociación entre la esclerosis lateral amiotrófica y la exposición a CEM de alta intensidad, pero no se observó correlación con otras enfermedades neurodegenerativas [  ]. Rubin y col. observó que el nivel de dolor de cabeza puede aumentar durante la exposición, pero disminuye inmediatamente cuando cesa la exposición [  ]. Haynal y Regli sugirieron que la exposición a la frecuencia extremadamente baja (ELF) -EMF puede estar relacionada con la esclerosis lateral amiotrófica, un trastorno neurodegenerativo fatal [  ]. Maskey y col. investigó los efectos en el cerebro de 835 MHz en diferentes tiempos de exposición y observó una pérdida significativa de células piramidales en la región CA1 del hipocampo [ ] Otro estudio de casos y controles realizado por Villeneuve et al. informaron un riesgo 5,3 veces mayor de un tipo de cáncer cerebral, el glioblastoma, en individuos expuestos a EMF, pero no hubo un mayor riesgo de otros cánceres cerebrales [  ].

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El papel de EMF emitido por varios dispositivos, que representa un aumento en la generación de ROS y el consiguiente estrés oxidativo en el sistema nervioso central como resultado de la incapacidad del sistema de defensa antioxidante para hacer frente a este aumento en ROS [  ].

Algunos estudios han demostrado que la exposición a microondas no logró inducir un efecto genotóxico detectable por sí mismo, y han reportado interferencia con los mecanismos de reparación del ADN [  ,  ,  ,  ]. El daño oxidativo en el ADN ocurre como resultado de la interacción entre los radicales libres y el ADN, con la adición de bases o abstracciones de átomos de hidrógeno del resto de azúcar. Los nucleótidos modificados emergen como productos de daño (8-OH-dG) cuando el ADN es modificado por el daño oxidativo causado por las moléculas reactivas de oxígeno [  ]. Estos productos son marcadores de estrés oxidativo medidos utilizando métodos analíticos [  , ] Agarwal y Saleh y Aitken et al. han informado que ROS puede tener efectos nocivos sobre el ADN de los espermatozoides y otras biomoléculas, proteínas y lípidos, lo que lleva a la infertilidad masculina [  ,  ].

Al mismo tiempo, los hombres que llevan teléfonos en el bolsillo o en el cinturón y, por lo tanto, la mayoría de los efectos adversos del EMF se observan en los órganos reproductivos. Sepehrimanesh y col. demostró que la exposición a RF-EMF produce aumentos en las proteínas testiculares en adultos que están relacionadas con el riesgo cancerígeno y el daño reproductivo [  ]. Los cambios neuroendocrinos causados ​​por los EMF son un factor clave en el cambio de las funciones hormonales [  ]. Eroğlu y col. afirmó que la exposición a la radiación del teléfono celular reduce la motilidad y cambia la morfología de los espermatozoides aislados. También discutieron los efectos de los CEM sobre la infertilidad femenina [  ]. Goldhaber y col. informó un aumento significativo en las anormalidades fetales y abortos espontáneos en mujeres embarazadas expuestas a EMF [ ] Muchos de estos efectos pueden ocurrir debido a cambios hormonales [  ,  ].

Los estudios sobre los efectos de los CEM sobre los tejidos discutidos aquí se exponen en las Tablas tablas 11 y y22 .

tabla 1

Algunos estudios experimentales sobre los efectos oxidativos de EMF.

Referencia Punto final biológico Resultados
Ghodbane y col. [  ] Riñón En el estudio se investigó si los campos magnéticos estáticos inducen estrés oxidativo y apoptosis en los tejidos de ratas y para evaluar el posible efecto protector de los suplementos de selenio (Se) y vitamina E (vit E). En los resultados se ha demostrado que la exposición al estrés oxidativo inducido por SMF en el riñón se puede prevenir mediante el tratamiento con Se o vit E.
Meral y col. [  ] Cerebro El EMF de 890-915 MHz emitido por los teléfonos celulares puede generar estrés oxidativo. Los niveles de MDA aumentaron y el nivel de GSH y la actividad de la enzima CAT disminuyeron, mientras que los niveles de vitamina A, E y D3 se mantuvieron sin cambios en el tejido cerebral de los conejillos de Indias
Misa-Agustiño y col. [  ] Timo El tejido del timo exhibió varios cambios morfológicos, incluida una mayor distribución de los vasos sanguíneos junto con la aparición de glóbulos rojos y células reticuloepiteliales hemorrágicas.
Balcı y col. [  ] Córnea y lente Investigar los efectos adversos del teléfono móvil sobre el equilibrio antioxidante en los tejidos de la córnea y las lentes y observar cualquier efecto protector de la vitamina C en este entorno. Los resultados de este estudio sugieren que la radiación de los teléfonos móviles provoca estrés oxidativo en los tejidos de la córnea y las lentes y que los antioxidantes como la vitamina C pueden ayudar a prevenir estos efectos.
Bodera y col. [  ] Capacidad antioxidante de la sangre La exposición a los CEM a 1800 MHz redujo significativamente la capacidad antioxidante tanto en animales sanos como en aquellos con inflamación de la pata
Ozorak y col. [  ] Riñón y testículo En el presente estudio se investigó que los efectos de Wi-Fi y EMF de 900 y 1800 MHz sobre el estrés oxidativo y los niveles de oligoelementos en el riñón y los testículos de ratas en crecimiento desde el embarazo hasta las 6 semanas de edad. Se ha observado que el EMR inducido por el Wi-Fi y el teléfono móvil puede causar pubertad precoz y lesiones oxidativas de los riñones y los testículos en ratas en crecimiento.
Ozgur al. [  ] Hígado y riñón Se informa que la exposición a RF induce la peroxidación lipídica, acompañada de una disminución de la actividad de la superóxido dismutasa (SOD), mieloperoxidasa (MPO) y glutatión peroxidasa (GSH-Px), en varios órganos, como el hígado de cobaya y el riñón de rata
İkinci et al. [  ] Médula espinal El objetivo de este estudio fue, por lo tanto, investigar los cambios en las médulas espinales de los cachorros de rata macho expuestos al efecto de 900 MHz EMF. Los resultados del estudio mostraron que los niveles de MDA y GSH en EMFG aumentaron significativamente, mientras que los niveles de CAT y SOD disminuyeron después de la aplicación de EMF de 900 MHz. Pueden ocurrir cambios patológicos en las médulas espinales de ratas macho después de la exposición a 900 MHz.
Gurler y col. [  ] Cerebro En el estudio se ha investigado que el daño oxidativo y el efecto protector del ajo en ratas expuestas a un bajo nivel de EMF a 2,45 GHz MWR. Se puede concluir que EMF aumenta el daño del ADN tanto en los tejidos cerebrales como en el plasma de las ratas, mientras que aumenta la oxidación de proteínas solo en el plasma. También se puede argumentar que el uso de ajo disminuye estos efectos.
Türedi y col. [  ] Vejiga En el estudio investigó el efecto sobre los tejidos de vejiga de rata macho de la exposición a EMF de 900 MHz aplicados en los días postnatales 22-59, inclusive. En el tejido de la vejiga, se observó degeneración en el epitelio de transición e irregularidad del estroma y un aumento en las células que tienden a la apoptosis en EMFG.
Yan y col. [  ] Esperma Las ratas expuestas a 6 horas de emisiones diarias de teléfonos celulares durante 18 semanas exhibieron una incidencia significativamente mayor de muerte de células espermáticas que las ratas del grupo de control.
Rajkovic y col. [  ] Glándula tiroides Después de cambios morfofisiológicos significativos causados ​​por la exposición ELF-EMF, la glándula tiroides se recuperó morfológicamente, pero no fisiológicamente, durante el período de reparación investigado.
Deniz y col. [  ] Riñón En los resultados se observó que la EMR de 900 MHz causa daño renal y la FA puede exhibir un efecto protector contra los efectos adversos de la exposición a la EMR en términos del número total de glomérulos.
Wang y col. [  ] Barrera de testículo sanguíneo En el estudio investigó el efecto de la exposición al pulso electromagnético (EMP) sobre la permeabilidad microvascular cerebral en ratas. Se ha demostrado que la exposición a 200 y 400 pulsos (1 Hz) de EMP a 200 kV / m puede aumentar la permeabilidad de la barrera testicular de la sangre en ratones
Avendaño y cols. [  ] Esperma La exposición EMF de cuatro horas ex vivo a una computadora portátil inalámbrica conectada a internet causó una disminución significativa en la movilidad progresiva de los espermatozoides y un aumento en la fragmentación del ADN espermático
Narayanan y col. [  ] Semen humano La exposición a RF durante un mes indujo estrés oxidativo en el cerebro de la rata, pero la magnitud difirió en las diversas regiones estudiadas, y el estrés oxidativo inducido por RF puede ser una de las causas subyacentes de los déficits de comportamiento observados en ratas después de la exposición a RF.
Hancı [  ] Bazo y timo La EMF de 900 MHz aplicada al tejido de bazo y timo causó cambios histopatológicos significativos en los niveles TEM y LM

Tabla 2

Algunos estudios clínicos de los efectos oxidativos de EMF.

Referencia Punto final biológico Resultados
Lantow y col. [  ] Monocitos y linfocitos No se midió una generación de ROS significativa en líneas celulares humanas expuestas a 1800 MHz.
Baohong y col. [  ] Linfocitos de sangre humana La exposición a RF durante 1,5 y 4 h no exacerbó significativamente el daño del ADN de los linfocitos humanos, pero puede reducir e incrementar el daño del ADN en los linfocitos humanos inducidos por C ultravioleta a las 1,5 y 4 h de incubación.
Ansarihadipour y col. [  ] Proteínas de la sangre humana EMF exacerbó el daño oxidativo a las proteínas plasmáticas, así como los cambios conformacionales en la Hb.
Wu y col. [  ] Células de lente epitelial humana La RF a 4 W / kg durante 24 h aumentó significativamente el daño intracelular de ROS y ADN.
Belyaev y col. [  ] Linfocitos de sangre humana Disminución de los niveles de fondo de los focos de proteína 1 de unión a p53 y puede indicar una accesibilidad reducida de 53BP1 a los anticuerpos debido a la condensación de cromatina inducida por el estrés.
Agarwal y col. [  ] Semen eyaculado humano Los EMF de 900 MHz emitidos por teléfonos móviles pueden causar estrés oxidativo en el semen humano.
Lewicka y col. [  ] Plaquetas de sangre humana (in vivo) El mayor incremento en la concentración de ROS frente a una muestra de control se observó después de la exposición a EMF de 220 V / m de intensidad durante 60 min. La actividad enzimática de SOD-1 también disminuyó.
Lu y col. [  ] Células mononucleares de sangre periférica humana La apoptosis celular puede ser inducida en células mononucleares de sangre periférica humana por un campo electromagnético de radiofrecuencia GSM de 900 MHz a una velocidad de absorción específica de 0.4W / kg cuando la exposición excede las 2 h.
De Iuliis y col. [  ] Espermatozoides humanos (in vitro) Se observaron relaciones altamente significativas entre SAR, el bio-marcador de daño oxidativo del ADN, 8-OH-dG y la fragmentación del ADN después de la exposición a RF.
Yao y col. [  ] Células epiteliales del cristalino humano El daño del ADN se incrementó significativamente por el ensayo del cometa a 3 y 4 W / kg, mientras que las roturas de doble cadena por los focos variantes de histona se incrementaron significativamente solo a 4 W / kg, mientras que se detectaron niveles aumentados de ROS en los grupos de 3 y 4 W / kg.
Sefidbakht y col. [  ] Células de riñón embrionario humano Los resultados mostraron que un aumento en la actividad de la luciferasa después de 60 minutos de exposición continua puede estar asociado con una disminución en los niveles de ROS causada por la activación de la respuesta oxidativa.

4. El sistema de defensa antioxidante y EMF

Los sistemas de defensa antioxidante se han desarrollado en organismos para controlar la formación de radicales libres y prevenir los efectos nocivos de estas moléculas [  ]. Estos antioxidantes reducen o deterioran el mecanismo de daño de ROS a través de sus actividades de eliminación de radicales libres [  ]. Se han identificado dos mecanismos principales para los antioxidantes [] El primero es un mecanismo de interrupción de la cadena en el que el antioxidante primario libera un electrón al radical libre que se encuentra en los sistemas. El segundo mecanismo incluye la eliminación de los iniciadores de especies de ROS / nitrógeno reactivo (antioxidantes secundarios) al suprimir los catalizadores iniciadores de la cadena. Los antioxidantes también pueden afectar los sistemas biológicos mediante diversos mecanismos que implican la liberación de electrones, quelación de iones metálicos, co-antioxidantes o al mantener la expresión de genes [  ]. Si estos mecanismos de defensa antioxidante se ven afectados por la exposición a un agente que causa la sobreproducción de ROS, incluido el EMF, los antioxidantes pueden no ser suficientes o la formación de radicales libres puede aumentar hasta tal punto que supere las capacidades de defensa de los antioxidantes [] Esto se conoce como estrés oxidativo. Los EMF pueden iniciar varios cambios bioquímicos y fisiológicos, incluido el estrés oxidativo, en los sistemas de varias especies. Varios estudios en la literatura muestran que los receptores de membrana plasmática son posibles objetivos para las interacciones de campo [  ,  ].

En general, los antioxidantes se han dividido en grupos exógenos (caroteno, C y vitamina E) y grupos endógenos (melatonina (MEL)), SOD, GSH-Px, CAT, incluidos; proteínas (MEL), vitaminas (vitamina C), oligoelementos (Mg, Se), complejos de compuestos, sustancias hidrofílicas (ácido ascórbico, urato, flavonoides) e hidrófobas (β-caroteno, α-tocoferol), con impactos directos (SOD , CAT) y efectos indirectos (vitamina E). Las sustancias con funciones relacionadas con la membrana (vitamina A y E, β-caroteno), circulación (vitamina C, aminoácidos y polifenoles), citosol (coenzima Q10) se clasifican como antioxidantes [  ,  ].

4.1. Glutatión

El glutatión (GSH) es un antioxidante endógeno y un importante agente de defensa celular contra el daño oxidativo. GSH reacciona con los radicales libres en la célula y reduce la entrada de peróxidos de hidrógeno [  ]. GSH también previene la oxidación de grupos sulfhidrilo en la estructura de la proteína. Los niveles de GSH en los tejidos a menudo se usan como un marcador para medir el daño radical. Actúa como un sustrato para enzimas antioxidantes que causan resistencia al daño inducido por radicales, comportándose como un eliminador de radicales. GSH es especialmente importante para la actividad de la glutatión peroxidasa (GSH-Px), la glutatión reductasa (GR) y la glutatión-S-transferasa (GST). En el proceso de estrés oxidativo, los niveles de GSH disminuyen, mientras que el disulfuro de glutatión aumenta. En este caso, la acumulación de peróxido de hidrógeno (H 2 O2 ) se elimina por los efectos de la reductasa y la glutatión peroxidasa (GSH-Px). GSH-Px también es una enzima importante, que previene el daño a las células fagocíticas causado por los radicales libres. Una disminución en la actividad de GSH-Px conduce a la acumulación de peróxido de hidrógeno y al daño celular. GSH-Px también previene el inicio de la peroxidación lipídica [  ]. Se sabe que los EMF emitidos por los teléfonos celulares están relacionados con una disminución del nivel de GSH en el tejido cerebral y la sangre [  ]. Sin embargo, una disminución en el nivel de GSH en sangre puede explicarse posiblemente por una tasa de oxidación elevada y el uso de GSH durante la eliminación de lípidos y otros peróxidos [ ] Awad y Hassan investigaron los cerebros de ratas expuestas a EMF de 900 MHz desde teléfonos móviles durante 1 h / día durante una semana. Observaron un aumento en la peroxidación lipídica después de la exposición a teléfonos móviles [  ]. Aydın y Akar estudiaron el efecto de la EMF de 900 MHz durante 2 h / día durante 45 días en los órganos linfoides en ratas inmaduras y maduras. Informaron que las actividades de CAT y GPx disminuyeron significativamente en comparación con un grupo de control. Del mismo modo, se observó un aumento en la peroxidación lipídica y una demolición concomitante en los niveles de GSH en todos los órganos linfoides después de la exposición a los EMF, lo que sugiere que los niveles aumentados de peroxidación lipídica pueden haber sido una consecuencia del agotamiento de las reservas de GSH [ ] Luo y col. investigó si los efectos protectores de los LSPC realizados por sonda oral en la lesión por estrés oxidativo inducida por la exposición ELF-EMF. Según los resultados, la actividad de GST disminuyó significativamente en el grupo ELF-EMF en comparación con el grupo control. Descubrieron que los LSPC podrían prohibir efectivamente el daño por estrés oxidativo inducido por la exposición ELF-EMF, puede estar relacionado con la capacidad de eliminar los radicales libres e inducir la actividad enzimática antioxidante [  ]. Singh y col. investigó el mecanismo bioquímico de la interacción de EMF de teléfonos móviles de 900 MHz con la formación de raíces en hipocotilos de frijol mungo. Los resultados obtenidos mostraron una regulación de las actividades de las enzimas antioxidantes como CAT y GR, que protegen contra el daño oxidativo inducido por EMF [] Sepehrimanesh y col. estudió ese efecto de la exposición a campos electromagnéticos (EMF) de 900 MHz en los niveles de enzimas antioxidantes de suero y testículos de ratas. Observaron que después de 30 días de exposición, tanto las actividades SOD como GPx disminuyeron en el grupo de exposición a EMF a largo plazo [  ]. En el otro estudio, la exposición a RF-EMF causó un aumento de la respuesta al estrés antioxidante a través del aumento de la actividad de CAT y GR, lo que condujo a la generación de daño oxidativo de lípidos y proteínas [  ].

4.2. Catalasa

La CAT es una enzima común presente en organismos expuestos al oxígeno, como vegetales, frutas y animales. Cataliza la reacción que degrada el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. Es una enzima crucial en la protección de la célula contra el daño oxidativo causado por ROS. CAT ejerce su actividad de peroxidasa in vivo. También puede catalizar la reacción de oxidación, por peróxido de hidrógeno, de numerosos metabolitos y toxinas, sin excluir formaldehído, ácido fórmico, fenoles, acetaldehído y alcoholes. Su función básica es eliminar el peróxido de hidrógeno y el peróxido ROOH en oxígeno molecular para evitar daños irreversibles en las membranas [  ]. Se sabe que EMF tiene un impacto en los sistemas biológicos al aumentar el ROS, lo que causa estrés oxidativo al alterar los niveles de CAT de los tejidos [  , ,  ]. Odaci y col. observó una disminución en los niveles de CAT en un grupo expuesto a EMF. La exposición a EMF durante el período prenatal también causó estrés oxidativo en embriones de ratas en desarrollo. Este estrés oxidativo persistió hasta el día postnatal 21 [  ]. Vuokko y col. informó que la exposición a los EMF condujo a la depresión de los sistemas antioxidantes debido a la elevada peroxidación lipídica y la generación de radicales libres [  ]. Los teléfonos móviles desencadenaron el daño oxidativo en la célula viva al aumentar los niveles de actividad del grupo xantina oxidasa y carbonilo y reducir la actividad de CAT. El tratamiento con MEL previene significativamente el daño oxidativo en el cerebro [ ] Özgüner y col. informaron que la exposición a los CEM provoca daños en el tejido renal al elevar los niveles de óxido nítrico y malondialdehído (MDA) [  ].

4.3. Superóxido dismutasa

La SOD es una enzima que cataliza la reacción en la que el radical superóxido tóxico (O 2 -) se reparte en oxígeno molecular (O 2 ) o peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ). El superóxido se genera como un subproducto como resultado del metabolismo del oxígeno, lo que lleva a varios tipos de daño a las células. Se pueden encontrar tres formas de SOD en humanos; La SOD 1 está presente en el citoplasma, la SOD 2 en las mitocondrias y la SOD 3 en el compartimento extracelular. La SOD está presente en el citosol y las mitocondrias e inactiva los radicales superóxido existentes, además de proteger a las células de los efectos nocivos de los radicales superóxido [ ] La investigación ha demostrado que el cerebro de rata es susceptible a los efectos de la exposición al ELF-EMF. La disminución de los resultados de actividad de CAT y SOD después de la exposición sugirió que EMF podría cambiar los niveles de antioxidantes del cerebro [  ]. Gambari y col. informaron que la exposición de 50 días a EMF causa estrés oxidativo al aumentar los niveles de MDA y reducir la actividad de SOD, y observó que el tratamiento con vitamina E previno el estrés oxidativo y la peroxidación lipídica en la sustancia negra [  ]. Otro estudio informó la disminución de los niveles de enzimas antioxidantes y el aumento de los niveles de ROS en los riñones de las ratas expuestas a EMF de 900 MHz durante 30 min / día durante 1 mes [  ].

5. Los antioxidantes alivian los riesgos potenciales de la exposición a los CEM

Cuando se aplica un antioxidante suplementado con la exposición a los CEM, mejora la capacidad sanguínea antioxidante hidrofílica, lipofílica y enzimática y compensa parcialmente estos cambios [  ,  ]. La vitamina E (tocoferol) es uno de los antioxidantes más importantes. Los compuestos de vitamina E, incluidos los tocoferoles alfa, beta, gamma y delta, son solubles en lípidos. La vitamina E se almacena en el hígado y tiene muchas funciones. Su principal función antioxidante es prevenir la peroxidación lipídica [  ]. Varios estudios han demostrado los efectos beneficiosos de la vitamina E observados al reducir la alteración de la capacidad antioxidante contra los efectos nocivos de los CEM [  , ] Ghambari y col. observó que la exposición a 3-MT EMF condujo al estrés oxidativo al reducir la actividad de SOD e informó que el tratamiento con vitamina E previene la peroxidación lipídica en la sustancia negra [  ]. Mohammadnejad y col. estudió los cambios ultraestructurales en el timo después de la exposición a los campos electromagnéticos e investigó los efectos protectores de la vitamina E para prevenir estos cambios. Sus resultados demostraron que la exposición a los CEM causó daños al sistema inmunitario y que el consumo de vitamina E puede prevenir la alteración ultraestructural en los tejidos [  ].

La vitamina B9 (ácido fólico y ácido fólico) es crucial para varias funciones en el cuerpo humano, desde la producción de nucleótidos hasta la remetilación de la homocisteína. En los humanos, se requiere folato para que el cuerpo produzca o repare el ADN, y para metilar el ADN, además de su función como cofactor en diversas reacciones biológicas. Además, esta vitamina posee características antioxidantes [  ]. Es especialmente crucial durante los períodos que implican una rápida división celular y crecimiento celular. El ácido fólico (FA) es particularmente necesario en el embarazo y para el desarrollo del cerebro infantil. También es necesario para la formación de nuevas células [ ] Nuestro estudio anterior reveló que la FA previno el efecto adverso de la exposición a los CEM al evitar reducciones en el número de células en el cerebelo y el cerebro. Kıvrak observó que EMF desencadenó el daño oxidativo al aumentar los niveles de actividad CAT y reducir la actividad GPx. También notaron que el daño oxidativo en el cerebro fue prevenido significativamente por la terapia de FA [  ] ( Fig. 3 ).

Un archivo externo que contiene una imagen, ilustración, etc. El nombre del objeto es JMAU-5-167-g003.jpg

Imágenes de tejidos cerebelosos de los grupos control (Cont), exposición EMF, FA y EMF + FA (EFA). La letra P indica células sanas de Purkinje en los grupos Cont y FA. La necrosis de las células de Purkinje se indica con una estrella en el grupo EMF [  ].

MEL es una hormona secretada por la glándula pineal y que también se conoce como N-acetil-5-metoxi triptamina. Funciona como una primera línea de defensa contra el estrés oxidativo [  ]. Esta hormona actúa junto con otros antioxidantes como CAT, SOD y GPx para aumentar la efectividad de cada antioxidante. Como un eliminador de radicales libres, posee propiedades anfifílicas y puede atravesar fácilmente las membranas celulares y la barrera hematoencefálica [  ,  ,  ]. Estudios anteriores han demostrado que MEL exhibe un efecto protector contra el estrés oxidativo inducido por EMF [  ,  , ] Koc y col. mostró que MEL redujo el daño neuronal en el hipocampo inducido por EMF de 900 MHz. Ozguner y col. mostró que la exposición a EMF de 900 MHz condujo a alteraciones leves de la piel [  ]. Ulubay y col. declaró que la exposición a EMF de 900 MHz en el riñón de rata durante el período prenatal resulta no solo en un aumento en el volumen total del riñón, sino también en una disminución en el número de glomérulos. Se encontró que la aplicación de MEL previene los efectos negativos de EMF en los riñones [  ]. Lai y Singh demostraron que MEL previene el daño del ADN inducido por EMF como resultado de la generación de radicales libres en las células cerebrales de ratas [  ].

6. Conclusión

El efecto biológico de la exposición a EMF es un tema de particular interés de investigación. Los resultados de los estudios recientes no solo demuestran claramente que la exposición a los EMF desencadena el estrés oxidativo en varios tejidos, sino que también causa cambios significativos en los niveles de marcadores antioxidantes en la sangre. La fatiga, el dolor de cabeza, la disminución de la capacidad de aprendizaje y el deterioro cognitivo se encuentran entre los síntomas causados ​​por EMF. Por lo tanto, el cuerpo humano debe protegerse contra la exposición a los campos electromagnéticos debido a los riesgos que esto puede conllevar. Como se informó en muchos estudios, las personas pueden usar varios antioxidantes como la vitamina E, MEL y FA para prevenir los posibles efectos adversos de la exposición a los CEM.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6025786/

Autor: IsisMaya

Investigador Independiente, estudie en la Escuela de Enfermería del IMSS, me gradué de Enfermera General, y estudié en la Facultad de Ciencias de la UNAM, me gradué de Bióloga, inicié un posgrado en el Instituto de Biotecnología de la UNAM en Cuernavaca Morelos, continué en el posgrado de Biotecnología Vegetal en el Centro de Investigación Científica de Yucatán.