Biological effects of electromagnetic radiation

Σκοπός της διδακτορικής διατριβής ήταν η μελέτη των βιολογικών επιδράσεων της έκθεσης εμβρύων (όρνιθας) σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία χαμηλής ισχύος 900 ΜΗΖ. Η συχνότητα αυτή αφορά την περιοχή λειτουργίας των κεραιών κινητής τηλεφωνίας (GSM-900). Το πρωτόκολλο έκθεσης περιλάμβανε τη συνεχή έκθεση των εμβρύων κατά τις 5 πρώτες ημέρες της εμβρυογένεσης. Στα πλαίσια του πειραματισμού κατασκευάστηκαν δύο όμοιες εκκολάπτικές συσκευές περιορίζοντας στο ελάχιστο την ύπαρξη μεταλλικών τμημάτων προς αποφυγή φαινομένων παρεμβολής (interference). H μια από τις δύο συσκευές αποτέλεσε τη μονάδα μάρτυρα και η άλλη τη μονάδα έκθεσης με τοποθέτηση της κεραίας εκπομπής (τύπου Yagi) σε απόσταση 1,5 m από το κέντρο της. Ακολούθησαν μετρήσεις ηλεκτρικού πεδίου τριών σημείων (ανώτερο, κέντρο και κατώτερο) στη μονάδα έκθεσης. Οι τιμές αυτές τροφοδότησαν ειδικό λογισμικό το οποίο προσομειώνει τις δεδομένες συνθήκες έκθεσης επιτρέποντας τον υπολογισμό των επιπέδων της παρεχόμενης ακτινοβολίας σε επίπεδο αυγού (Ειδικός Ρυθμός Απορρόφησης, SAR: Specific Absorption Rate σε mW/kg) καθώς και της αναμενόμενης αύξησης της θερμοκρασίας ως αποτέλεσμα της έκθεσης. Η ανάλυση δοσιμετρίας έδειξε ότι ο μέσος όρος (±ΤΣ) του ΕΡΑ ανήλθε σε χαμηλά επίπεδα της τάξεως του 0,13±0,02 mW/kg ενώ τα επίπεδα και η διάρκεια έκθεσξς δεν οδηγούν σε σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας των αυγών (μέγιστη τιμή 0,03 ºC). Στα πλάισια της διδακτορικής διατριβής, ακολουθώντας το ίδιο πρωτόκολλο έκθεσης διενεργήθηκαν συνολικά 4 πειράματα. Στο πρώτο πείραμα διερευνήθηκαν τυχόν επιδράσεις της ακτινοβολίας στην εμβρυϊκή ανάπτυξη. Ακολούθησαν 2 πειράματα στα οποία εξετάστηκε εάν η έκθεση επηρεάζει συγκεκριμένες πτυχές της συμπεριφοράς νεαρών ορνίθων και τέλος στο 4ο πείραμα διερευνήθηκε εάν η ακτινοβολία τροποποιεί το ανοσοποιητικό σύστημα των νεαρών ορνίθων. Στο πρώτο πείραμα χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 360 γονιμοποιημένα αυγά ενός κρεοπαραγωγικού υβριδίου (ISA Brown) σε τρείς πειραματικές σειρές (3x120 αυγά). Μετά από πενθήμερη έκθεση στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, ακολούθησε στερεοσκοπική εξέταση της μορφολογίας όλων των εμβρύων. Συγκεκριμένα, καταγράφησαν μορφολογικές ανωμαλίες σχετιζόμενες με τη κεφαλή ή /και τα άκρα καθώς και δυσπλασίες της σπονδυλικής στήλης. Η εξέταση αυτή κατέδειξε μεγαλύτερο αριθμό εμβρύων με μορφολογικές ανωμαλίες (15 έναντι 4) καί έντονες δυσπλασίες στην σπονδυλική στήλη (27 έναντι 7) στην ομάδα των ακτινοβοληθέντων εμβρύων σε σύγκριση με τον μάρτυρα (10 έναντι 2). Επιπλέον, συγκριτικά με τους μάρτυρες, τα ακτινοβoληθέντα έμβρυα παρουσίασαν υψηλότερο βάρος (1001 έναντι 835 mg). Στο δεύτερο πείραμα χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 360 Abstract A 2 γονιμοποιημένα αυγά σε τρείς πειραματικές σειρές ενός κρεοπαραγωγικού υβριδίου (RedBro). Ακολουθώντας το ίδιο πρωτόκολλο έκθεσης εκκολάφθηκαν συνολικά 236 ορνίθια από τα οποία τα 110 αποτέλεσαν το μάρτυρα. Από την 1η μέρα της εκκόλαψης έως την 7η ημέρα μετά την εκκόλαψη καταγράφηκαν τυπικές συμπεριφορές των ορνιθίων όπως: επισκέψεις στην ταϊστρα ή/και την ποτίστρα καθώς και η γενικότερη κινητικότητά τους. Η σύγκριση των δύο ομάδων (έκθεσης-μάρτυρα) κατέδειξε ίδια ποσοστά εκκόλαψης και παρόμοια πρότυπα ημερήσιας συμπεριφοράς. Ωστόσο, η ομάδα έκθεσης παρουσίασε υψηλότερα επίπεδα δραστηριότητας έναντι του μάρτυρα με μορφή επισκέψεων στην ταϊστρα, την ποτίστρα και υψηλότερη κινητικότητα εν γένει. Στο τρίτο πείραμα χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 240 γονιμοποιημένα αυγά σε 2 πειραματικές σειρές ενός κρεοπαραγωγικού υβριδίου (RedBro). Χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 40 ορνίθια ανά ομάδα (έκθεσης και μάρτυρα). Κατασκευάστηκαν 2 λαβύρινθοι σχήματος Υ και τα ορνίθια υποβλήθηκαν σε απλές δοκιμασίες εύρεσης της τροφής εντός των λαβυρίνθων στην ηλικία των 14-17 ημερών μετά την εκκόλαψη με σκοπό την αποτίμηση της ικανότητας χωρικής εκμάθησης (spatial learning) και μνήμης. Κατά το πείραμα αυτό διαπιστώθηκε ότι η ακτινοβολία προκαλεί έλλειμμα στη μνήμη μακράς διαρκείας χωρίς εμφανείς επιδράσεις στην ικανότητα χωρικής εκμάθησης. Διαφορές οι οποίες διαπιστώθηκαν σε μία μόνο παράμετρο κατά τη διαδικασία την χωρικής εκμάθησης αποδόθηκαν στο συναισθηματικό status των ζώων. Στο τέταρτο πείραμα χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 240 γονιμοποιημένα αυγά σε 2 πειραματικές σειρές ενός κρεοπαραγωγικού υβριδίου (RedBro). Διενεργήθηκαν αιμοληψίες σε ορνίθια κατά την 1η, 6η και 10η μέρα μετά την εκκόλαψη με σκοπό την μέτρηση παραμέτρων του ανοσοποιητικού συστήματος οι οποίες σχετίζονται με τη γενικότερη ικανότητα ανοσολογικής αντίδρασης. Συγκεκριμένα μετρήθηκαν ο ενεργοποιητής του πλασμινογόνου (u-PA) και τα επίπεδα του ανιόντος υπεροξειδίου (SO) στα ουδετερόφιλα και μακροφάγα καθώς και τα επίπεδα του μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ) στα μακροφάγα κύτταρα. Η σύγκριση των τιμών των παραμέτρων μεταξύ των 2 ομάδων έδειξε ότι η έκθεση σε ακτινοβολία συχνότητας 900 ΜΗz προκαλεί ανοσοκαταστολή.