低频电磁场(LowFreqlenle-electrou magnetic field, LFEMF)对动植物生存环境的影响已逐渐引起了广泛关注, 尤其对生殖健康的作用已造成不容忽视的影响。

1 LF-EMF对动物胚胎毒性的作用

近年来, 有关低频电磁场对胚胎毒性的动物试验研究十分突出, 利用体外培胎培养成活体的动物实验有利于提供更确切的数据, 得到较为准确的结论, 从而有助于对其影响机制作进一步探讨。

将SD大鼠于受孕第6天至第19天置于180Hz±60Hz的共振磁场(0.2mT), 发现胎鼠除了显示出与对照组所不同的肋骨数量外, 其内脏大小及度量均无显著差异, 且肋骨的发生率也与以住相关试验中得到的正常对照组发生率相似^[1]。

Huuskonen^[2]的研究小组对VDTs的胚胎毒性进行研究。在妊娠第18天处死(实验组母鼠20kHz, 15mT)并检查子宫情况, 母子鼠重量, 种植胚胎数, 死之及存活动鼠数量, 动鼠外观及骨骼畸形等。结果发现, 上述各组数据均与对照组无明显的差异, 同时20kHz电磁场也没有改变母鼠的血细胞数量。该作者的研究组又对LF-EMF对受孕wistar大鼠做了另一些研究^[3], 在50 Hz的两个正交共振磁场下(13mT和130mT), 分别受孕前后研究血清17β-esradiol, 孕激素、雄激素和雌激素, 以及子宫雌激素和雄激素受体。不同的磁场作用下, 血清平均雌激素比正常健康对照组降低34%(13mT)和38%(130mT), 受孕后血清内上述两激素水平降低并不明显, 另外, 130mT磁场作用下, 受孕前子宫孕激素受体和雌激素受体水平降低, 但受孕早期时子宫内ER/PgR比孕前的ER/PgR有明显增高。结果可以得出与前述实验类似的结论, MFS并不损害受孕大鼠, 可能在胚芽运动和生长过程以及相关内分泌发了某些变化, 但这些反应无明确的统计学意义。

Fernie^[4]将禽类暴露于低频磁场中, 对其产卵改变进行分析, 结果显示禽类产蛋数量增加, 蛋的大小、重量、及蛋黄重量均增加, 但蛋的卵孕育成功率下降, 提示LF-EMFs对禽类胚胎存在一定作用, 不利于胚胎发育。

肿瘤及中枢神经系统。有关VDTs致肿瘤的实验室研究发现, SHR鼠在VDTs暴露下2周, 5h/周, 将小鼠回笼后研究其后代肿瘤发生情况, 结果发现试验组肿瘤的发生率明显增高, 且后代中雌性的乳腺肿瘤发生率最高, 雄的鼠的肺部肿瘤发生率最多见^[5]。对于LF-EMFs对后代神经系统影响, 受孕第大鼠在0~19d暴露于20kHz、15mT磁场中, 分别在出生后1d、21d、308d对代鼠进行神经生化术法及脑重量测示, 1d和21d的结果与对照组不存在差异, 308d的试验组中鼠脑重量明显低于对照组。同时21d实验组小鼠皮质中DNA水平对照组稍低, 乙酰胆酯酶(AchE)及神经生长因子(NGF)活性升高, 但在308d的实验组中发现, 该组小脑DNA水平明显降低, 皮质LNF活性升高, 可以认为电磁场对神经系统存在一定远期作用^[6]。最近一项研究表明LF-EMFs作用明显能够致大鼠乳腺中腺体明显增多, 乳腺癌的发生机会明显增多, 但该项目经过两年研究后仍然不能证实LF-EMFs是否能致癌^[7]。

2 LF-EMF与人体健康的相关研究 2.1 LF-EMFs与褪黑素的相关研究

褪黑素(MEL)是松果腺分泌的神经内分泌激素, 具有广泛的生物学作用, 与生物体的生长、发育、成熟和衰老过程密切相关, 并对神经内分泌系统和免疫系统具有重要的调节作用。MEL的分泌有明显的昼夜节律变化, 白天分泌减少, 而黑夜分泌增加, 人血浆MEL的浓度波动于1 ×10¹¹~1 ×10⁹mol/L。褪黑素作为时间保持激素在哺乳动物的近日节律和季节生物节律中起着重要作用, 被认为是内源性授时因子。近年来, MEL与肿瘤的关系日益受到关注, 某些乳腺癌患者血浆MEL水平明显降低, 尤其在肿瘤具有雌激素依赖性受体时MEL昼夜节律性消失更明显。

LF-EMFs能够影响松果体功能以致褪黑素合成受到影响。Juutilainen^[8]等研究中发现, 日常工作在LF-EMFs下的女性晨尿中褪黑素代谢产物b-OHMS分泌较办公室人员明显减少, 且松果体中多巴胺和5-羟色胺的代谢产物HVA和5 -HIAA浓度化健康对照但明显减低。

Griefahn^[9]认为LF-EMFs可以降低褪黑素合成, 减低心率、降低直肠温度。对照组(n=7、男性、16~22岁, 保证24h卧床, 环境条件为18℃室温, 光照量 < 勒克司(lux), 实验组(受试者与对照组相同)受光照量为1500lux, 磁场强度为16.7 Hz、0.2mT, 检测午后5时至清晨1时的生理学数据结果发现, 实验组液中褪黑素水平逐小时减低。心率与直肠温度也有降低表现, 而且直肠温度降低最低点的时间延迟, 光照量与褪黑素降低无关。LF-EMFs可能与致癌因素的增加直接相关, 电磁场作用下, 褪黑素合成减少, 肿瘤的发生率增加。但是, Knave^[10]提出, 过去二十年的研究至今, MF似乎与肿瘤、生殖、神经行为, 心血管疾病等问题密切相关。但是无论是任何性质的研究, 包括大量的细胞生物学研究, 都未能做与LF-EMFs与生物健康的有关的准确的风险评估。有学者提出LFEMFs能够改变细胞膜电位, 使细胞外表离子流和离子分布发生变化。由于电荷作用, 磁场改变了细胞内与细胞生长密切相关的生物离子浓度, 尤其使机体整体发生Ca²⁺、动态平衡^[11]。Lange^[12]等研究LF-EMFs与细胞Cdk4、cyclinD1、p21 CIP1和p¹⁶INK4a之间的相关性, 结果发现LF-EMFs (1mT, 50 Hz)能够使细胞G1分裂延迟, cyclinD1表达水平减低, p21 CIP1和p¹⁶ INK4a表达增高。

2.2 流行病学

流行病学关于LF-EMFs主要的女性生殖健康为重点, 其中以Belange^[13]的调查最具代表性。近三千名孕妇接受妊娠使用电热毯的调查, 结果认为电热毯并不能增加低体重及LUGR电率; 另外, 结果还显示电热毯的使用与自然流产增加有十分高的相关性(r=1.84)。相似的研究证实, 早孕阶段使用电热毯发生CUTAS的危险较高(or=10.0), 当产前使用电热毯发生CUTAS的危险性也较高(or=4.4)另一项职业女性和家庭主妇与LF-EMFs相关的调查表明27的时间加权均数(time-weighted aworage)60 Hz条件下, 为标准的调查, 职业女性生殖磁场强平扫为0.138mT, 家庭主妇为0.113 mT, 其中以在工厂车间工作的女性生活磁场强度最高0.256mT, 护士和保健师为0.134mT, 教师和教育管理人员最低为0.99mT^[14], ,流行病研究者提出LF-EMFs对中枢神经系统、内分泌系统、免疫系统的作用表现为剂量-效应相关性(dose-effelf relationship), 数学模型证明上述为非线性相关性模型(nonlinear relationship)^[13]。最近的研究显示移动电话射频暴露能够影响人体, 但是研究并不能得到足够说服力的数据以证实移动电话产生的健康危险, 同时, 作者提出该研究领并不成熟且需要进一步深入的研究^[16]。

3 结束语

LF-EMFs对机体生殖健康的作用已逐渐引起人们关注, 而且无论在动物实验还是人体流行病学研究方面均获得了一定成果, 但于磁场环境相对偏倚性成不一致性, 致使很多相关研究很难得出令人信服的科学标准, 然而, LF-EMFs对机体生殖健康能产生影响的证据是确凿的。随着生物学新技术与更科学的流行病研究方法的发展, 人们最终能完全证实LFEMFs地机体生殖健康的影响。