一定波长范围的电磁辐射, 如红外线、微波等具有改善微循环[1, 2], 消除炎症[3]的作用。近年来已研制出各种类型的电磁辐射仪, 作为一类理疗仪器用于临床治疗一些疾病, 能有助于消炎、镇痛、解痉, 甚至控制癫痫发作[4]。但也有人将电磁波称为"隐形公害"。为了进一步开发宽谱电磁辐射的临床应用, 了解其对机体健康的影响, 我们开展了电磁辐射对小鼠免疫功能、染色体畸变和神经行为影响的研究, 本文报道其结果。
材料和方法 1 实验动物及研究内容选用8~12周龄的昆明种和C57BL小鼠做为实验动物, 以脾脏空斑形成细胞(PFC)数、骨髓和精母细胞染色体畸变、大脑组织神经肽及神经行为等为观察指标, 实验方法参考有关文献[5·6· 7· 8]。
2 宽谱电磁辐射源采用由广东肇庆鼎湖生物医学工程研究所提供的能发出不同频谱电磁辐射的A型、B型、C型和H型宽谱治疗仪。每天上、下午各全身照射小鼠一次, 每次40分钟, 治疗仪芯片与动物之间的距离为30~40cm。
3 电离辐射照射小鼠用宽谱治疗仪照射后, 再用1 Gy 60Co-γ射线(3.29cGy/min), 或腹腔注射氚水后, 再用宽谱治疗仪照射。
结果 (一) 宽谱电磁辐射对小鼠免疫功能的影响 1 对正常小鼠PFC的影响C57BL小鼠连续受照7天后免疫, 免疫4天后观察脾脏PFC数, 两次实验的结果列于表 1。
|
表 1 宽谱电磁辐射对正常小鼠的PFC影响 |
由表 1可见, H型治疗仪所发出的宽谱电磁辐射对小鼠脾脏PFC数有明显的提高作用, 为对照组的1.5~2.0倍。从脾指数的变化上也可以看出, 经照射后小鼠脾实质的重量也显著增加, 为对照的157%。而A型所发出的宽谱电磁辐射在本实验条件下对小鼠PFC没有影响。
2 对免疫受损小鼠PFC的影响在治疗仪照射的第一天, 按体重给小鼠一次腹腔注射一定量的氚水, 使7天内的累积剂量达0.32Gy。结果发现氚水+A型组小鼠的PFC数为单纯氚水组的2.44倍(P < 0.01), 为单纯A型组的1.47倍(P < 0.01)。见表 2。
|
|
表 2 A型宽谱治疗仪对氚染毒小鼠PFC的影响 |
用宽谱治疗仪连续照射昆明种小鼠24天, 然后全身照射60Co-γ线1Gy, 24小时后处死小鼠制备染色体标本, 结果见表 3。
|
|
表 3 宽谱电磁辐射对60Co-γ线诱发小鼠骨髄细胞染色体崎变的影响 |
从表 3可见, B型治疗仪不能诱发骨髓细胞染色体畸变, 预先照射A、B、C和H型治疗仪的电磁辐射均能显著地降低随后1 Gy 60Co-γ线诱发的染色体畸变率, 其中C型和H型似略优于A型和B型。
表 4则显示H型治疗仪所发出的宽谱电磁辐射不诱发小鼠睾丸生殖细胞染色体畸变, 相反, 却有降低60Co-γ线诱发染色体畸变的作用。
|
|
表 4 宽谱电磁辐射对60Co-γ射线诱发小鼠睾九生殖细胞染色体畤变的影响 |
对昆明种小鼠用A型治疗仪连续照射21天, 然后取大脑用放免法测垂体及下丘脑的精氨酸加压素(Arp)和神经降压素(NT)的含量。结果列于表 5和表 6。
|
|
表 5 精氨酸加压素的测定结果, Pg/mg (湿重) |
|
|
表 6 神经降压素的放免测定结果Pg/mg(湿重) |
由表 5可见, 宽谱电磁辐射对小鼠脑内的AVP含量有升高作用, 这种作用在雌性小鼠尤为明显, 垂体和下丘脑区的升高有显著性意义。宽谱电磁辐射对脑内NT含量的影响无一定规律, 不同性别动物、不同脑区的结果差异各异, 仅对雌鼠垂体的NT显示较强的抑制作用(P < 0.01)。
2 对神经行为的影响|
|
表 7 A型宽谱治疗仪对小鼠行为的影响 |
|
|
表 8 A型宽谱治疗仪对3H辐射损害作用的影响 |
从表 7可见, 宽谱电磁辐射照射组与对照组比较, 无论是开阔场内走格数还是孔板探究实验的探孔次数均无显著性差异。但受照组动物的两种行为测试结果与对照比较均有增高的趋势。从表 8可见, 单纯氚水(3H)组动物由于在胚胎期受到累积剂量0.17Gy的β射线照射, 造成仔鼠在开阔场内走格数较对照组减少, 孔板探究实验中仔鼠探孔次数下降, 其中雌性仔鼠的反应更为明显, 差异有显著意义(P < 0.05)。氚水+A型组动物在宫内受照后接受宽谱电磁辐射照射, 除雌性仔鼠探孔次数变化不大外, 两项指标均呈现恢复趋势。
讨论脾脏空斑形成细胞(PFC)与抗体形成有关, 能反映机体的免疫功能; 染色体畸变是检测致突因子的最常用的方法; 而大脑则被认为是对微波辐射最敏感的组织。本研究选择DFC、骨髓与睾丸细胞染色体畸变和宫内受照后大脑神经肽(精氨酸加压素、降压素)以及神经行为(开阔场实验和探孔试验)的改变作为观察指标, 判断宽谱电磁辐射对机体健康的影响, 具有一定的代表性。
不论是以电磁辐射照射正常小鼠, 还是照射受氚β射线照射后的小鼠, 均表现出PFC数的显著升高, 显示激发机体免疫功能增强(表 1、2); 另外, 宽谱电磁辐射照射小鼠不能诱发染色体畸变, 但是能显著地降低60Co-γ射线诱发的染色体畸变率, 显示出抗电离辐射的效能(见表 3、4)。
电磁辐射诱导机体的抗电离辐射作用和增强免疫功能作用的机理, 是一项值得深入研究的课题。有研究者认为生物组群细胞中存在着50 GC~3000 GC的相干电磁振当[9· 10], 受到红外线照射时, 生物大分子的相干膜振荡使得红外线的热效应在机体组织内的热转换效率大大提高, 因而较小的红外辐射即可获得良好的生物热效应[11], 外界很低能量的微波电磁能量可以在机体组织内产生在通常需要很高能量才能产生的非热生物效应。这些因素可能激发酶的活性, 导致一系列对机体有益的反应。
开阔场试验和探孔试验的结果均表明经电磁辐射照射过的正常小鼠其能力较对照组有增高的趋势, 而且能改善因宫内受氚β射线照射引起出生后的神经行为抑郁状态(见表 8)。对脑内神经肽的分析结果表明经宽谱电磁辐射照射的小鼠, 垂体和下丘脑中的精氨酸加压素显著升高(表 5), 而降压素的变化不一致(表 6), 总的趋势将因加压素的升高, 导致血压升高, 从而改善大脑的血液循环。这可能与增加开阔场试验中的进格数和探孔试验中的探孔数所表现出的兴备现象, 以及改善宫内受电离辐射照射后的行为抑郁状态存在一定的内在联系。
(高长文、苏琼、吕慧敏、李莉、付向锋等同志参加了本实验研究, 特此致谢。)
| [1] |
刘世康, 等. 远红外线照射对烫伤大鼠创面早期变化和远隔部位血管通透性的影响[J]. 中华理疗杂志, 1986, 9(3): 142. |
| [2] |
牛中奇. 毫米波对人甲皱微循环的影响[J]. 中华理疗杂志, 1986, 9(2): 70. |
| [3] |
洪沂生, 等. 微波辐射对微循环的影响[J]. 中华理疗杂志, 1989, 12(2): 75. |
| [4] |
张颖, 等. 恒磁场治疗癫痫的动物实验研究[J]. 中华物理医学杂志, 1991, 13(2): 102. |
| [5] |
肖艳森, 等. 60Coγ线单次照射对小鼠抗体形成细胞的影响[J]. 辐射研究与辐射工艺学报, 1992, 10(1): 54. |
| [6] |
姚素艳, 等. 氚水诱发小鼠精母细胞染色体多价体相对生物效应的研究[J]. 辐射研究与辐射工艺学报论文集, 1990, 75. |
| [7] |
王玉起, 等.小剂量γ射线对仔代小鼠发育及脑组织生长抑素含量的影响.中华放射医学与防护杂志待发表.
|
| [8] |
王宏, 等. 低剂量60Coγ射线宫内持续照射对小鼠生后发育及反射行为的影响[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1991, 11(5): 323. |
| [9] |
Fruhlicb H. Coherent electric vibrations in biological systems and the cancer problem[J]. Transaction on Microwave Theory and Techniques, 1978, 26(8): 613. DOI:10.1109/TMTT.1978.1129446 |
| [10] |
Fruhlich H. , Evidence for coherent excitation in biological systems[J]. International Journal of Quanium Chemistry, 1983, 23: 1589. DOI:10.1002/qua.560230440 |
| [11] |
Kremer, F., C.Koschnitzke, L.Santo, P.Quick and A.Poglitsch, The non-thermal effect on millimeter wave radiation on the Puffing of giant chromosome, in Coherent Excitations in Biological Systems, Ed.H.Fruhlich and F.Kremer, 1983;Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
|