94 - ursi.org.tr

URSI-TÜRKİYE’2014 VII. Bilimsel Kongresi, 28-30 Ağustos 2014, ELAZIĞ
ELEKTROMANYETİK ALANLARIN NÖRONAL HABERLEŞME
ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ
Kemal Balıkçı
Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Karacaoğlan Yerleşkesi, Osmaniye
Tel: (328) 827 10 00 – 3726
Faks: (328) 825 00 97
[email protected]
Özet: Son yıllarda, merkezi sinir sistemi başta olmak üzere pek çok sistem, organ, doku ve hücre üzerinde
elektromanyetik alanların biyolojik etkilerini araştıran çok sayıda çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmada ise,
nöronlar (sinir hücreleri) arasındaki veri iletiminde önemli rol oynayan nörotransmitterler ile elektromanyetik
alanlar arasındaki ilişkiyi incelemek üzere yapılmış çalışmalar ışığında bir özetleme yapılmıştır.
Nörotransmitterler davranış, duygu durum, hafıza, öğrenme, motor koordinasyon, stres, kaygı, korku, dikkat,
uyku gibi önemli fizyolojik süreçlerde rol oynamaktadır. Bu nedenle, elektromanyetik alanların nörotransmitter
konsantrasyonları üzerindeki etkileri çok önemlidir.
Abstract: In recent years, the biological effects of electromagnetic fields on central nervous system, organs,
tissue and cells have investigated. Neurotransmitters play an important role in the transmission of data between
neurons (nerve cells). Moreover, they are related in important physiological processes such as behavior, mood,
memory, learning, motor coordination, stress, anxiety, fear, attention, sleep etc. In this study, to examine the
relationship between neurotransmitters and electromagnetic field studies are summarized. Because of the
changes in neurotransmitter concentrations can lead to very different results, the effects of electromagnetic
fields on them is very important.
1. Giriş
Mobil telefon sistemleri, radyo ve televizyon verici-alıcı sistemleri, radarlar vb. cihazlar elektromanyetik
dalgalar kullandığından, farklı frekans ve şiddetlerde elektromanyetik alan (EMA) oluşur. Çevremizdeki bu
EMA’a maruz kalan insanların ve canlıların, bu alandan olumsuz etkilenme ihtimali, bilim adamlarının ilgisini
çekmektedir. Bu etkiler iki şekilde gruplandırılabilir. Birincisi, kısa vadede görülebilecek baş ağrısı, baş
dönmesi, halsizlik, uyku düzensizliği, yorgunluk, gözlerde yanma hissi, gündüz uykulu dolaşım, dikkatsizlik,
küskünlük veya toplumdan uzaklaşma gibi rahatsızlıklardır. Diğeri ise daha çok uzun vadede görülebilen
vücudun farklı bölgelerindeki doku veya organlara, sinir sistemine, beyin fonksiyonlarına, hücre yapısına,
bağışıklık sistemine olan etkileridir [1].
Düşük frekanslı EMA’a yakın yaşayan çocukların 2-3 kat daha fazla kansere yakalandığı, erkeklerde 4.9 ve
kadınlarda 3.4 kat daha fazla Alzheimer hastalığının görüldüğü [2]; mobil telefon kullanan insanlarda baş ağrısı,
aşırı sinirlilik, dikkatsizlik, reflekslerde azalma, gözlerde kararma ve çapaklanmaya sebep olabileceği [3]; baz
istasyonlarına yakın oturan ve günlük olarak yoğun mobil telefon kullanan kişilerde yorgunluk, uyku
düzensizliği, huzursuzluk, baş dönmesi, depresyon, hafıza kaybı, çarpıntı, depresif belirtilerin ortaya çıkabildiği
[4]; EMA’nın genetik zararlar oluşturabileceği [5]; beyin fonksiyonlarını etkilediği [6]; davranış, öğrenme ve
hafıza üzerinde değişik etkilere sahip olabileceği bildirilmiştir [7].
Vücudumuzdaki sistemler birbirini tamamlayacak şekilde çalışır ve bütün organizmanın sağlıklı işleyişi
fizyolojik sınırlar içinde gerçekleşir. Sistemlerin birbiriyle uyum içinde çalışması, hormonların rol aldığı
endokrin sistem ve sinir sisteminin entegrasyonuyla sağlanır [8]. Günümüzde mobil telefon kullanımının çok
yaygınlaşması, beyin bölgesine yakın kullanımı dikkate alındığında, başta merkezi sinir sistemi (MSS) ve buna
bağlı pek çok sistem, organ, doku ve hücrelerin EMA'dan olumsuz etkileme ihtimali oldukça önemlidir.
2. Beyinde Nöronal İletişim ve Nörotransmitterler
İnsan vücudunda 200 kadar farklı yapı ve fonksiyonda yaklaşık 100 trilyon hücre bulunur. MSS’nde bulunan
yaklaşık 1 trilyon hücrenin 1/10’i nöron, 9/10’u ise sinir sisteminin destek hücreleri olan nörogliyalardır [9].
Nöronlar arasındaki iletişim, iki nöronun birbiriyle temas noktaları olan sinapslarda elektriksel ve kimyasal
URSI-TÜRKİYE’2014 VII. Bilimsel Kongresi, 28-30 Ağustos 2014, ELAZIĞ
olarak iki türlü gerçekleşir. Elektriksel sinapsda, bir nörondan diğer nörona elektriksel uyarı (aksiyon
potansiyeli) direk temas noktasından geçerken; kimyasal sinapsda ise, sinaps öncesi (presinaptik) nöronun temas
noktasından salınan kimyasal haberci (nörotransmitter), sinaps sonrası (postsinaptik) nöronun ilgili bölümünde
bulunan özel reseptörüne bağlanarak postsinaptik nöronu uyarır veya inhibe eder. Böylece her iki sinaps türünde
de bilgi sonraki sinir hücresine aktarılır [8].
Sinir sistemi içerisinde önemli bir yere sahip olan nörotransmitterler, uygun reseptörlerle donatılmış komşu sinir
hücrelerine bilgi iletmeyi sağlayan, sinir hücrelerinden salıverilen kimyasal maddelerdir. Başlıca nörotransmitter
grupları şunlardır: asetilkolin (kolinerjik nörotransmitter); katekolaminler olarak adlandırılan dopamin (DA),
noradrenalin (norepinefrin, NA), adrenalin (epinefrin) ve serotonin; aminoasit nörotransmitterler (glutamat,
aspartat, glisin ve gama amino bütirik asit (GABA)) ve peptid nörotransmitterlerdir (opioidler, birçok hormon,
vb) [9]. Nörotransmitterlerdeki bozukluklar, hipotoni (eklem hareketlerine karşın kasın gösterdiği dirençte
azalma), motor fonksiyonlarda bozulma, hareket bozuklukları, parkinson, epilepsi, anormal göz hareketleri,
vücut ısısında instabilite, konuşma bozuklukları, gelişme geriliği, hareket bozukluklarına varan çok ağır
sonuçlara yol açabilir [10].
3. EMA’ın Nörotransmitterler Üzerindeki Etkileri
Farklı frekans ve güç yoğunluklarındaki EMA’ın nörotransmitterler üzerindeki etkileri araştırılmaktadır. 3
kV/m-0.1 G ile 30 kV/m-0.9 G yoğunluklu, 60 Hz alanlara kronik olarak maruz bırakılmanın sinir sistemi
fonksiyonlarıyla ilgili belirli biyokimyasal parametreleri önemli oranda değiştirebileceği, nörotransmitterlerin
sentez ve metabolizmasında rol oynayan enzimlerin aktivitesinde değişmelere yol açabileceği belirlenmiştir [11].
Kavaliers ve diğ. [12], değişik tipte düşük frekanslı manyetik alanların endojen opioid peptit sistemini
etkilediğini ve hayvanlarda karmaşık davranışsal yanıtlar oluşturabileceğini belirtmişlerdir. Lai [13], 2450 MHz
frekanslı EMA’ın birçok fizyolojik ve davranışsal fonksiyonlarla ilgili endojen opioidleri aktifleştirdiğini ve
kolinerjik sistemi etkilediğini bulmuştur. Bir diğer çalışmasında ise, 60 Hz düşük yoğunluklu EMA’a uzun süreli
maruz bırakılmanın, sıçanların beyninde kolinerjik aktivitede değişimlere yol açabileceği belirlenmiştir [14].
Yüksek frekanslı, farklı alan yoğunluklarındaki EMA’a maruz bırakılan sıçanların beyninde serotonin ve
metaboliti 5-HIAA konsantrasyonlarının önemli bir değişim gösterdiği belirlenmiş [15], ancak bunun aksine
herhangi bir değişim tespit edilmemiş çalışmalarda mevcuttur [16]. EMA’ın sıçan beyninde GABA
konsantrasyonunu etkilemediği bildirilmiştir [17]. Ancak başka bir çalışmada, 900 MHz GSM benzeri yüksek
enerjili radyo frekans alanların, sıçan beyin GABA içeriğinde bir azalmaya neden olduğu, ayrıca kuvvetli bir
glial reaksiyona yol açtığı tespit edilmiştir [18]. Ayrıca, 50 Hz ve değişik alan şiddetlerine maruz bırakılan
sıçanların striatumunda glutamat, aspartat ve GABA düzeylerinde azalma gözlenmiştir [19].
Margonato ve diğ. [20], 50 Hz, 5 T EMA’a uzun süreli maruz bırakılan sıçanların striatum, hipotalamus,
hipokampus ve serebellumunda, DA ve NA ile başlıca metabolitlerinin seviyelerinde değişim bulamazken;
Vasquez ve diğ. [21], 60 Hz, 39 kV/m şiddetinde elektrik alana maruz bırakılan sıçanların beyin striatum,
hipotalamus ve hipokampus bölgelerinde biyojenik aminler ve bunların metabolitlerinin seviyelerinde önemli
değişimler gözlemiştir. Yine 900 ve 1800 MHz frekanslı EMA, NA ve DA ile metabolitlerinin
konsantrasyonunu artırdığı belirlenmiştir [22]. 1, 3.3 ve 10 G şiddetlerinde, 60 Hz frekanslı EMA’a akut ve
kronik olarak maruz bırakılan farelerde monoamin metabolizmasının EMA’dan etkilenebileceğini bulunmuştur
[23]. Sieroń ve diğ. [24] 10 Hz, 1.8 ve 3.8 mT şiddetinde manyetik alanlara maruz bırakılan sıçanların korpus
striatum ve frontal korteksinde biyojenik aminler ve metabolitlerinin seviyesinin değişmediği, ancak frontal
kortekste DA ve serotonin sentezi oranının arttığını tespit etmişlerdir. Farelerde doğum öncesi dönemde 50 mT
manyetik alana maruz bırakılma, doğumdan sonraki 4, 8 ve 12. haftalarında striatumda DA ve DOPAC
seviyelerini artırmıştır [25].
4. Sonuç ve Değerlendirme
Görüldüğü üzere EMA’ın değişik nörotansmitterler üzerindeki muhtemel etkilerini araştıran çalışmalarda
birbirine zıt sonuçlar elde edilmekle birlikte, bu alandaki çalışmalar artarak devam etmektedir. Çünkü
nörotransmitterlerin konsantrasyonlarında meydana gelebilecek değişiklikler normal fizyolojik sınırlar içerisinde
çalışan sistemlerin işleyişini bozacağından bunun istenmeyen sonuçlara yol açacağı açıktır. Bu yüzden, EMA
kaynağı olan her türlü cihazı kullanırken olabildiğince dikkatli olmak, az süreli kullanmak, bu kaynaklardan
uzak durmak basit bir önlem olabilir.
URSI-TÜRKİYE’2014 VII. Bilimsel Kongresi, 28-30 Ağustos 2014, ELAZIĞ
KAYNAKLAR
[1]. Dinçer H., “Elektromagnetik Işınımların İnsan Sağlığına Etkisi”, Kocaeli Üniversitesi Elektronik ve
Haberleşme Sistemleri Araştırma ve Uygulama Merkezi EHSAM, İzmit, Türkiye, 2000.
[2]. Sunay Ç., “Teknolojiyle birlikte gelen sorun Elektromanyetik Kirlilik”, Bilim-Teknik Dergisi, Ocak, 2000.
[3]. Balıkçı K., Özcan İ.C., Turgut-Balık D. ve Balık H.H., “A survey study on some neurological symptoms and
sensations experienced by long term users of mobile phones”, Pathologie Biologie, 53, 30–34, 2005.
[4]. Santini R., Santini P., Danze J.M., Le Ruz P. ve Seigne M., “Symptoms experienced by people in vicinity of
base stations: I/Incidances of distance and sex”, Pathol. Biol., 50, 369-73, 2002.
[5]. Paulraj R. ve Behari J., “Single strand DNA breaks in rat brain cells exposed to microwave radiation”,
Mutation Research, 596, 76–80, 2006.
[6]. Mausset-Bonnefont A.L., Hirbec H., Bonnefont X., Privat A., Vignon J. ve de Se`ze R., “Acute exposure to
GSM 900-MHz electromagnetic fields induces glial reactivity and biochemical modifications in the rat brain”,
Neurobiology of Disease, 17, 445– 454, 2004.
[7]. Lin J.C., “Effects of Microwave and Mobile-Telephone Exposure on Memory Processes”, IEEE Antennas
and Propagation Magazine, 42, 3, 2000.
[8]. Guyton A.C. ve Hall J.E., “Tıbbi Fizyoloji (11. Basım)”, Çavuşoğlu H., Yeğen B.Ç. (Çev. Ed.), Nobel Tıp
Kitapevi, İstanbul, 2007.
[9]. Sherwood L., “Human Physiology: From Cells to Systems (6. edition)”, Brooks Cole, ABD, 2007.
[10]. Çoğulu Ö., Durmaz A.A., Durmaz B. ve Atik T., “Nörotransmitter İlişkili Hastalıklar Genetiği”, Türkiye
Klinikleri J Pediatr Sci, 9(4), 47-59, 2013.
[11]. Seegal R.F., Wolpaw J.R. ve Dowman R., “Chronic exposure of primates to 60-Hz electric and magnetic
fields: II. Neurochemical effects”, Bioelectromagnetics, 10 (3), 289-301, 1989.
[12]. Kavaliers M., Ossenkopp K.P., Prato F.S. ve Carson J.J.L., “Opioid systems and the biological effects of
magnetic fields”, On the nature of electromagnetic field interactions with biological systems (Frey AH, Ed.),
Austin, RG Laudes Company, 181-194, 1994.
[13]. Lai H., “Research on the neurological effects of nonionizing radiation at the University of Washington”,
Bioelectromagnetics, 13, 513–526, 1992.
[14]. Lai H. ve Carino M., “60 Hz magnetic fields and central cholinergic activity: Effects of exposure intensity
and duration”, Bioelectromagnetics, 20, 284-289, 1999.
[15]. Cassone M.C., Lombard A., Rossetti V., Urciuoli R. ve Rolfo P.M., “Effect of in vivo He-Ne laser
irradiation on biogenic amine levels in rat brain”, J Photochem Photobiol B., 18(2-3), 291-4, 1993.
[16]. Cao Z., Zhang H., Tao Y. ve Liu J., “Effects of microwave radiation on lipid peroxidation and the content
of neurotransmitters in mice”, Wei Sheng Yan Jiu, 30, 29(1), 28-9, 2000.
[17]. Zeman G.H., Chaput R.L., Glazer Z.R. ve Gershman L.L., “Gamma-aminobutyric acid metabolism in rats
following microwave exposure”, J. Microwave Power, 8, 213-216, 1973.
[18]. Mausset-Bonnefont A.L., Hirbec H., Bonnefont X., Privat A., Vignon J. ve de Se`ze R., “Acute exposure
to GSM 900-MHz electromagnetic fields induces glial reactivity and biochemical modifications in the rat brain”,
Neurobiology of Disease, 17, 445– 454, 2004.
[19]. Zecca L., Ferrario P., Margonato V., Cerretelli P. ve Zonta N., “Neurotransmitter amino acid variations in
striatum of rats exposed to 50 Hz electric fields”” Biochim Biophys Acta., 1075, 1-5, 1991.
[20]. Margonato V., Nicolini P., Conti R., Zecca L., Veicsteinas A. ve Cerretelli P., “Biologic effects of
prolonged exposure to ELF electromagnetic fields in rats: II. 50 Hz magnetic fields”, Bioelectromagnetics,
16(6), 343-355, 1995.
[21]. Vasquez B.J., Anderson L.E., Lowery C.I. ve Adey W.R., “Diurnal patterns in brain biogenic amines of
rats exposed to 60-Hz electric fields”, Bioelectromagnetics, 9, 229-236, 1988.
[22]. Kutlu S., Balıkçı K., Alçin E., Özcan M., Serhatlıoğlu I., Poyraz M.,Yılmaz B. ve Keleştimur H., “Effects
of electromagnetic field exposure on catecholamine concentrations in the brain cortex, striatum and
hypothalamus in the male rat”, The 7th International Congress of Neuroendocrinology, Rouen, Fransa, 2010.
[23]. Kabuto H., Yokoi I., Mori A. ve Ogawa N., “Effects of an in vivo 60 Hz magnetic field on monoamine
levels in mouse brain”, Pathophysiology, 7, 115-119, 2000.
[24]. Sieroń A., Labus Ł., Nowak P., Cieślar G., Brus H., Durczok A., Zagził T., Kostrzewa R.M. ve Brus R.,
“Alternating extremely low frequency magnetic field increases turnover of dopamine and serotonin in rat frontal
cortex”, Bioelectromagnetics, 25, 426-430, 2004.
[25]. Lee B.C., Bing G., Jhoo W.K., Yoon J.M., Kang K.S., Shin E.J., Kim W.K., Ko K.H. ve Kim H.C.,
“Prenatal Exposure To Magnetic Field Increases Dopamine Levels In The Striatum Of Offspring”, Clinical and
Experimental Pharmacology and Physiology, 28, 884–886, 2001.