zurniimtpeМедицина труда и промышленная экологияRussian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology1026-94282618-8945FSBSI “Izmerov Research Institute of Occupational Health”10.31089/1026-9428-2026-66-1-49-55xvffujzurniimtpe-4042Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL RESEARCHЭкспериментальное изучение биологического действия электрических полей промышленной частоты в условиях экранирования по отдельным гематологическим показателям крысExperimental study of the biological effects of industrial frequency electric fields under shielding conditions on individual hematological parameters of ratshttps://orcid.org/0000-0002-6903-4327ПеровСергей ЮрьевичPerovSergey Yu.

Зав. лаб. электромагнитных полей, д-р биол. наук

e-mail: perov@irioh.ru

Head of Electromagnetic field laboratory, Izmerov Research Institute of Occupational Health, Dr. of Sci. (Biol.)

e-mail: perov@irioh.ru

perov@irioh.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4138-1308ДреминАлексей ИгоревичDreminAlexey I.

Мл. науч. сотр. лаб. электромагнитных полей

e-mail: Dremin@irioh.ru

Junior Researcher of Electromagnetic Field Laboratory

e-mail: Dremin@irioh.ru

Dremin@irioh.ruhttps://orcid.org/0009-0005-1876-9584КалачеваАнтонина ЕвгеньевнаKalachevaAntonina E.

Мл. науч. сотр. лаб. электромагнитных полей

e-mail: kalachevaae@yandex.ru

Junior Researcher of Electromagnetic field laboratory

e-mail: kalachevaae@yandex.ru

kalachevaae@yandex.ruФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицины труда им. академика Н.Ф. Измерова»РоссияIzmerov Research Institute of Occupational HealthRussian Federation2026150220266614955Copyright © Перов С.Ю., Дремин А.И., Калачева А.Е., 20262026Перов С.Ю., Дремин А.И., Калачева А.Е.Perov S.Y., Dremin A.I., Kalacheva A.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.journal-irioh.ru/jour/article/view/4042Введение

Введение. Воздействие на человека электрических и магнитных полей промышленной частоты в производственных условиях характеризуются широкой распространённостью, в связи с чем актуальным является изучение потенциально негативных биологических эффектов электрического поля промышленной частоты (ЭП ПЧ) при превышении предельно допустимых уровней с оценкой биологического действия этого фактора в условиях обеспечения защиты человека при эксплуатации средств индивидуальной защиты.

Цель исследования — экспериментальное изучение биологического действия ЭП ПЧ по отдельным гематологическим показателям системы крови крыс как в условиях экранирования защитным материалам, так и без его применения.

Материалы и методы

Материалы и методы. Экспериментальное изучение отдельных биологических эффектов ЭП ПЧ при применении экранирующих материалов средств индивидуальной защиты проводилось на лабораторных беспородных крысах самцах. Напряжённость электрического поля в экспонированных группах составляла 50 кВ/м. Дозиметрический анализ индуцированных токов осуществлялся путём моделирования в среде Sim4Life v9.0 (SPEAG AG, Швейцария) с использованием численных гетерогенных фантомов лабораторных крыс.

Результаты

Результаты. В соответствии с результатами эксперимента в периферической крови животных 3-й группы (экспозиция) отмечено достоверное снижение относительно 1-й (экран + экспозиция) и 2-й (экран + контроль) групп крыс числа эритроцитов и лимфоцитов на фоне повышения содержания нейтрофилов на 4-й неделе экспозиции. В костном мозге крыс отмечено повышенное лейкоэритробластическое отношение на фоне снижения содержания эозинофилов, базофильных и оксифильных эритробластов на 4-й неделе пребывания в ЭП ПЧ у животных 3-й группы относительно 1-й и 2-й групп. Внутреннее распределение индуцированных токов в различных органах и тканях модели крысы с помощью низкочастотной численной дозиметрии выявило взаимосвязь между воздействием ЭП ПЧ и обнаруженными биологическими эффектами.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Ограничение в количестве исследованных крыс обусловлено трудностями проведения исследования.

Выводы

Выводы. Экспериментальное изучение биологического действия ЭП ПЧ показало, что воздействие ЭП ПЧ с напряжённостью 50 кВ/м приводит к активации адаптационно-компенсаторных процессов в системе крови. Экранирование защитным материалом выявило эффект снижения действия этого фактора по основным гематологическим показателям периферической крови и костного мозга, что подтверждается данными численной дозиметрии.

Этика

Этика. Экспериментальное исследование на животных проводилось при одобрении Локального этического комитета ФГБНУ «НИИ МТ» (Выписка из протокола № 4 заседания Локального этического комитета ФГБНУ «НИИ МТ» от 17 апреля 2024 г.).

Участие авторов

Участие авторов:Перов С.Ю. — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста, редактирование;Дремин А.И. — сбор и обработка материала, написание текста;Калачева А.Е. — сбор и обработка материала.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления

Дата поступления: 15.12.2025 / Дата принятия к печати: 23.12.2025 / Дата публикации: 15.02.2026

Introduction

Introduction. The power frequency electric and magnetic fields in occupational conditions is characterized by widespread prevalence, according to relevant to study the possible negative power frequency biological effects in exceeding maximum permissible levels exposure with an assessment of the biological effect of such factor in conditions of ensuring human protection with personal protective equipment.

The study aims to power frequency biological effect experimental study of individual hematological parameters of the rats under shielding conditions with protective materials and without its use.

Materials and methods

Materials and methods. Power frequency electric field biological effects investigation using shielding materials in personal protective equipment was on Wistar male rats. The electric field strength in the exposed groups was 50 kV/m. Induced currents simulated using Sim4Life v9.0 (SPEAG AG, Switzerland) by exposed numerical heterogeneous laboratory rat phantoms.

Results

Results. The experimental results shown significant decrease number of erythrocytes and lymphocytes in the blood of animals in Group 3 (exposure) relative to Groups 1 (screen + exposure) and 2 (screen + control), but increase in the neutrophil content after 4 weeks exposure. An increased leukoerythroblastic ratio was observed against decreased eosinophil, basophilic, and oxyphilic erythroblast counts after the power frequency fourth week exposure for Group 3 compared to animals of Groups 1 and 2. The induced currents distribution in some organs and tissue rat phantom using low-frequency simulation revealed a relationship between power frequency electric field exposure and the observed biological effects.

Limitations of the study

Limitations of the study. The limitation in the number of rats studied is due to the difficulties of providing study.

Conclusions

Conclusions. Power frequency electric field biological effect experimental investigation showed that 50 kV/m power frequency electric field exposure activated adaptive-compensatory processes in the blood system. Shielding with protective material revealed the reducing effect exposure on the main hematological parameters of peripheral blood and bone marrow, which is confirmed by simulation.

Ethics

Ethics. The experimental study on animals approved by the Local Ethics Committee of the Federal State Budgetary Scientific Institution "Izmerov Research Institute of Occupational health" (No. 4 of the meeting of the Local Ethics Committee of the Federal State Budgetary Scientific Institution "Izmerov Research Institute of Occupational health" dated April 17, 2024).

Contributions

Contributions:Perov S.Yu. — research concept and design, collection and processing of material, writing, editing;Dremin A.I. — collecting and processing material, writing text;Kalacheva A.E. — collection and processing of the material.

Funding

Funding. The study had no funding.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Received

Received: 15.12.2025 / Accepted: 23.12.2025 / Published: 15.02.2026

электрическое поле промышленной частотысредства индивидуальной защитыгематологические показателикислотные эритрограммыдозиметрияpower frequency electric fieldpersonal protective equipmenthematologic parametersacid erythrogramssimulationReferencesГубернский Ю.Д., Гошин М.Е., Банин И.М. Оценка уровней воздействия электромагнитных полей промышленной частоты от различных источников в условиях жилой и офисной среды. Гигиена и санитария. 2017; 96(11): 1045–1048. https://elibrary.ru/yobwurGubernskij Yu.D., Goshin M.E., Banin I.M. Assessment of the levels of exposure to electromagnetic fields of industrial frequency from various sources in residential and office environments. Gigiena i sanitariya. 2017; 96(11): 1045–1048. https://elibrary.ru/yobwur (in Russian).Асанова Т.П., Раков А.Н. Состояние здоровья работающих в электрическом поле открытых распределительных устройств 400–500 кВ. Гигиена труда и проф. забол. 1966; 5: 50–52.Asanova T.P., Rakov A.N. Health conditions of workers in the electric field of open switchgear 400-500 kV. Gigiena truda i prof. zabol. 1966; 5: 50–52 (in Russian).Bridges J.E., Preache M. Biological influences of power frequency electric fields — a tutorial review from a physical and experimental viewpoint. Proc. IEEE. 1981; 69(9): 1092–1120. https://doi.org/10.1109/PROC.1981.12126Bridges J.E., Preache M. Biological influences of power frequency electric fields — a tutorial review from a physical and experimental viewpoint. Proc. IEEE. 1981; 69(9): 1092–1120. https://doi.org/10.1109/PROC.1981.12126Nair I., Morgan M.G., Florig H.K. Biological effects of power frequency electric and magnetic fields. IEEE Eng Med Biol Mag. 1989; 8(3): 46–7. https://doi.org/10.1109/51.35578Nair I., Morgan M.G., Florig H.K. Biological effects of power frequency electric and magnetic fields. IEEE Eng Med Biol Mag. 1989; 8(3): 46–7. https://doi.org/10.1109/51.35578Portier C.J., Wolfe M.S. Assessment of Health Effects from Exposure to Power-Line Frequency Electric and Magnetic fields: Working Group Report. Research triangle Park, NC: NIH Publication No. 98-398; 1998.Portier C.J., Wolfe M.S. Assessment of Health Effects from Exposure to Power-Line Frequency Electric and Magnetic fields: Working Group Report. Research triangle Park, NC: NIH Publication No. 98-398; 1998.Ahlbom I.C., Cardis E., Green A., Linet M., Savitz D., Swerdlow A. Review of the epidemiologic literature on EMF and health. Envir. Health Perspect. 2001; 109(6): 911–933. https://clck.ru/3RHTu9Ahlbom I.C., Cardis E., Green A., Linet M., Savitz D., Swerdlow A. Review of the epidemiologic literature on EMF and health. Envir. Health Perspect. 2001; 109(6): 911–933. https://clck.ru/3RHTu9Miller M.W. Extremely low frequency (ELF) electric fields: experimental work on biological effects. In: Polk C., Postow E. eds. CRC Handbook of biological effects of electromagnetic fields. Boca Raton: CRC Press; 2019: 139–168. https://doi.org/10.1201/9781351071017Miller M.W. Extremely low frequency (ELF) electric fields: experimental work on biological effects. In: Polk C., Postow E. eds. CRC Handbook of biological effects of electromagnetic fields. Boca Raton: CRC Press; 2019: 139–168. https://doi.org/10.1201/9781351071017Ragan H.A., Buschbom R.L., Pipes M.J., Phillips R.D., Kaune W.T. Hematologic and serum chemistry studies in rats exposed to 60-Hz electric fields. Bioelectromagnetics. 1983; 4(1): 79–90. https://doi.org/10.1002/bem.2250040108Ragan H.A., Buschbom R.L., Pipes M.J., Phillips R.D., Kaune W.T. Hematologic and serum chemistry studies in rats exposed to 60-Hz electric fields. Bioelectromagnetics. 1983; 4(1): 79–90. https://doi.org/10.1002/bem.2250040108Seto Y.J., Majeau-Chargois D., Lymangrover J.R., Dunlap W.P., Fox F.T., Hsieh S.T. Chronic 60-Hz electric field exposure-induced subtle bioeffects on hematology. Environ. Res. 1986; 39(1): 143–152. https://doi.org/10.1016/s0013-9351(86)80016-0Seto Y.J., Majeau-Chargois D., Lymangrover J.R., Dunlap W.P., Fox F.T., Hsieh S.T. Chronic 60-Hz electric field exposure-induced subtle bioeffects on hematology. Environ. Res. 1986; 39(1): 143–152. https://doi.org/10.1016/s0013-9351(86)80016-0Margonato V., Veicsteinas A., Conti R., Nicolini P., Cerretelli P. Biologic effects of prolonged exposure to ELF electromagnetic fields in rats. I. 50 Hz electric fields. Bioelectromagnetics. 1993; 14(5): 479–493. https://doi.org/10.1002/bem.2250140508Margonato V., Veicsteinas A., Conti R., Nicolini P., Cerretelli P. Biologic effects of prolonged exposure to ELF electromagnetic fields in rats. I. 50 Hz electric fields. Bioelectromagnetics. 1993; 14(5): 479–493. https://doi.org/10.1002/bem.2250140508Di G., Gu X., Lin Q., Wu S., Kim H.B. A comparative study on effects of static electric field and power frequency electric field on hematology in mic. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2018; 166: 109–115. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.09.071Di G., Gu X., Lin Q., Wu S., Kim H.B. A comparative study on effects of static electric field and power frequency electric field on hematology in mic. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2018; 166: 109–115. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.09.071King R.W.P. A review of analytically determined electric fields and currents induced in the human body when exposed to 50-60-Hz electromagnetic fields. IEEE Trans. Antennas Propag. 2004; 52(5): 1186–1192. https://doi.org/10.1109/TAP.2004.827487King R.W.P. A review of analytically determined electric fields and currents induced in the human body when exposed to 50-60-Hz electromagnetic fields. IEEE Trans. Antennas Propag. 2004; 52(5): 1186–1192. https://doi.org/10.1109/TAP.2004.827487Kulkarni G.A., Gandhare W.Z. Numerical calculation of internal induced fields in humans due to high voltage transmission lines. Acta Electrotech. Inform. 2014; 14(3): 22–27. https://doi.org/10.15546/aeei-2014-0024Kulkarni G.A., Gandhare W.Z. Numerical calculation of internal induced fields in humans due to high voltage transmission lines. Acta Electrotech. Inform. 2014; 14(3): 22–27. https://doi.org/10.15546/aeei-2014-0024Arnetz B.B. Environmental illness: Multiple chemical sensitivity, sick building syndrome, electric and magnetic field disease. In: Lundberg A. eds. The Environment and Mental Health: A Guide for Clinicians. New York: Routledge; 2013: 115–146. https://doi.org/10.4324/9780203774755Arnetz B.B. Environmental illness: Multiple chemical sensitivity, sick building syndrome, electric and magnetic field disease. In: Lundberg A. eds. The Environment and Mental Health: A Guide for Clinicians. New York: Routledge; 2013: 115–146. https://doi.org/10.4324/9780203774755ГОСТ 33044-2014 Принципы надлежащей лабораторной практики. М.: Центрмаг, 2023.GOST 33044-2014 Principles of good laboratory practice. M.: Tsentrmag, 2023 (in Russian).РД-АПК 3.10.07.02-09 Методические рекомендации по содержанию лабораторных животных в вивариях научно-исследовательских институтов и учебных заведений. М.: Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, 2009.RD-APK 3.10.07.02-09. Methodological recommendations on the maintenance of laboratory animals in vivariums of research institutes and educational institutions. M.: Ministerstvo sel'skogo khozyaystva Rossiyskoy Federatsii, 2009 (in Russian).Перов С.Ю., Кобелев А.В., Белая О.В. Программа для исследования резистентности эритроцитов. Официальный бюллетень Роспатента «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топология интегральных микросхем». 2021; 8: RU 2021662311. https://elibrary.ru/ytdybsPerov S.Yu., Kobelev A.V., Belaya O.V. A program for the study of erythrocyte resistance. Ofitsial'nyy byulleten' Rospatenta «Programmy dlya EVM. Bazy dannykh. Topologiya integral'nykh mikroskhem». 2021; 8: RU 2021662311. https://elibrary.ru/ytdybs (in Russian).Deng B., Pang X., Chen H., Wang H. The effect of electromagnetic field of high-voltage transmission on blood of rats. IEEE/ICME International Conference on Complex Medical Engineering. Beijing, China: 2007: 1149–1152. https://doi.org/10.1109/ICCME.2007.4381922Deng B., Pang X., Chen H., Wang H. The effect of electromagnetic field of high-voltage transmission on blood of rats. IEEE/ICME International Conference on Complex Medical Engineering. Beijing, China: 2007: 1149–1152. https://doi.org/10.1109/ICCME.2007.4381922Shkliarava N.M., Chelnokova I.A., Tsukanava A.U., Starodubtseva M.N., Cheshik I.A. Atomic force microscopy study of the properties of erythrocyte surface after the action of extremely low-frequency electromagnetic fields on whole rat blood. В кн.: «Радиобиология: современные проблемы 2020: материалы международной научной конференции». Гомель, 24–25 сент. 2020 г. Минск: 2020: 195–196. https://elibrary.ru/tdyzxcShkliarava N.M., Chelnokova I.A., Tsukanava A.U., Starodubtseva M.N., Cheshik I.A. Atomic force microscopy study of the properties of erythrocyte surface after the action of extremely low-frequency electromagnetic fields on whole rat blood. In: "Radiobiology: contemporary issues 2020: proceedings of the International Scientific Conference". Gomel, September 24-25, 2020. Minsk: 2020. 195-196. https://elibrary.ru/tdyzxcСтародубцева М.Н., Челнокова И.А., Шклярова А.Н., Цуканова Е.В., Егоренков Н.И., Чешик И.А. Индуцированные низкочастотным электромагнитным полем наномасштабные изменения структуры и механических свойств поверхности форменных элементов крови. В кн.: «Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем: тез. докл. междунар. науч. конф., Четырнадцатого съезда Белорус. обществ. об-ния фотобиологов и биофизиков». Беларусь, Минск, 17–19 июня 2020 г. Минск, БГУ: 2020: 91. https://elibrary.ru/atshfhStarodubceva M.N., Chelnokova I.A., Shklyarova A.N., Czukanova E.V., Egorenkov N.I., Cheshik I.A. Nanoscale changes in the structure and mechanical properties of the surface of blood cells induced by a low-frequency electromagnetic field. In: Molecular, membrane, and cellular foundations of the functioning of biosystems. "Molecular, membrane and cellular foundations of the functioning of biosystems: thesis of the International Scientific Conference, the Fourteenth Congress of the Belarusian. Societies of Photobiologists and Biophysicists". Belarus, Minsk, June 17–19, 2020, Minsk, BSU: 2020: 91. https://elibrary.ru/atshfh (in Russian).Maeda N. Erythrocyte rheology and oxygen transfer in microcirculatory system. Journal of Biorheology. 2015; 29(1): 2–5. https://doi.org/10.17106/jbr.29.2Maeda N. Erythrocyte rheology and oxygen transfer in microcirculatory system. Journal of Biorheology. 2015; 29(1): 2–5. https://doi.org/10.17106/jbr.29.2El-Kaliuoby M.I., El-Khatib A.M., Mohamed M.M., Roston G.D., Khalil A.M., Mohamed Ahmed M.M., Abdulsalam H.M. Monitoring of rat’s blood rheology after exposure to 50-Hz electric fields (occupational study). OSR J. Environ. Sci. Toxicol. Food Technol. 2016; 10(4): 4–8. https://clck.ru/3RHTrvEl-Kaliuoby M.I., El-Khatib A.M., Mohamed M.M., Roston G.D., Khalil A.M., Mohamed Ahmed M.M., Abdulsalam H.M. Monitoring of rat’s blood rheology after exposure to 50-Hz electric fields (occupational study). OSR J. Environ. Sci. Toxicol. Food Technol. 2016; 10(4): 4–8. https://clck.ru/3RHTrvHarakawa S., Nedachi T., Shinba T., Suzuki H. Stress-reducing effect of a 50 Hz electric field in mice after repeated immobilizations, electric field shields, and polarization of the electrodes. Biology. 2022; 11: 323. https://doi.org/10.3390/biology11020323Harakawa S., Nedachi T., Shinba T., Suzuki H. Stress-reducing effect of a 50 Hz electric field in mice after repeated immobilizations, electric field shields, and polarization of the electrodes. Biology. 2022; 11: 323. https://doi.org/10.3390/biology11020323

The authors declare that there are no conflicts of interest present.