江少波,孫 潔,蔣遠春,楊偉強
隨著科技的發(fā)展和社會的進步,移動電話已成為現(xiàn)代社會最常用的通迅工具。有研究表明,移動電話電磁輻射可能會損傷生殖系統(tǒng)。本實驗以城市里接聽移動電話時的平均功率密度為標準,模擬移動電話電磁場連續(xù)輻射雄性小鼠,并檢測其睪丸組織超氧化歧化酶(serum superoxide dismutase,SOD)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平,初步探討移動電話電磁輻射對小鼠生殖系統(tǒng)的影響及補腎填精方的預防作用。
1.1 動物及分組 雄性昆明小鼠48只,體重(20.48±1.53)g,由浙江中醫(yī)藥大學實驗動物中心提供。計算機取隨機數(shù)法將動物分為4組:空白組 (0 uW/cm2)、低輻射組(33 uW/cm2)、高輻射組(181 uW/cm2)和補腎組(181 uW/cm2),每組12只。
1.2 輻射裝置 MPB-03H微波發(fā)生器(浙江嘉科有限公司),EMR20C射頻電磁分析檢測儀(德國narda公司)。微波輻射:模擬GSM制式移動電話工作頻率,輻射頻率為900 MHz。
1.3 給藥 補腎填精方由熟地黃、制首烏、枸杞子、淫羊藿等組成,由浙江省中醫(yī)院藥劑中心煎制成濃縮液,含生藥量0.9 g/mL。補腎組每天給0.15 mL/10 g體重的補腎填精方濃縮液灌胃,其他各組予等量生理鹽水灌胃。自輻射第1 d起開始給藥,共35 d。
1.4 輻射方法 將小鼠置于普通塑料小鼠籠中。輻射源發(fā)射功率相對固定,通過調(diào)整距輻射源距離來調(diào)節(jié)輻射劑量。開始時用EMR20C射頻電磁分析儀按空白組(0 uW/cm2)、低輻射組(33 uW/cm2)、高輻射組(181 uW/cm2)和補腎組(181 uW/cm2)的劑量,對各組距輻射源的位置進行標定。每天上午10 AM至12 N持續(xù)照射2 h,連續(xù)照射35 d。輻射時禁食、禁水??瞻捉M動物除不進行照射外,其余飼養(yǎng)和實驗等條件均與其他它各組相同。
1.5 試劑及指標檢測 總蛋白定量測試盒、SOD測試盒和MDA含量測試盒購于南京建成生物工程研究所。各組小鼠輻射35 d后,稱重后頸椎脫臼處死,處死后取雙側睪丸和附睪稱重,觀察睪丸、附睪臟器系數(shù)的變化(睪丸、附睪與體重的比值)。另取右側睪丸組織,以9倍體積冰生理鹽水進行勻漿,4℃條件下4 000 r/min離心30 min,取上清,嚴格按照試劑盒說明書提供方法檢測。睪丸組織總蛋白含量用考馬斯亮藍法測定,SOD活性采用黃嘌呤氧化酶法測定,MDA含量用硫代巴比妥酸法測定。
1.6 統(tǒng)計學處理 所有數(shù)據(jù)以均數(shù)和標準差(±s)表示,采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析和LSD多重比較,P<0.05認為差異具有統(tǒng)計學意義。
各組間的睪丸及其臟器系數(shù)無顯著性差異(P>0.05),附睪及其臟器系數(shù)無顯著性差異(P>0.05),與空白組、補腎組、低輻射組相比較,高輻射組睪丸組織SOD活性明顯下降(P<0.05),而MDA水平明顯上升(P<0.05),詳見表1~表3。
表1 各實驗組小鼠的睪丸與睪丸臟器系數(shù)的測定(±s)
表1 各實驗組小鼠的睪丸與睪丸臟器系數(shù)的測定(±s)
n組別空白組補腎組低輻射組高輻射組12 12 12 12睪丸重量(mg)310.44±38.47 304.32±36.37 299.16±35.56 295.78±35.17睪丸臟器系數(shù)(mg/g)6.10±0.84 6.08±0.81 5.97±0.80 5.89±0.79
表2 各實驗組小鼠的附睪與附睪臟器系數(shù)的測定(±s)
表2 各實驗組小鼠的附睪與附睪臟器系數(shù)的測定(±s)
n組別空白組補腎組低輻射組高輻射組12 12 12 12附睪重量(mg)103.10±10.40 101.08±10.48 99.08±11.15 96.00±8.89附睪臟器系數(shù)(mg/g)2.03±0.13 2.01±0.12 1.98±0.14 1.92±0.11
表3 各實驗組小鼠的SOD活性和MDA測定(±s)
表3 各實驗組小鼠的SOD活性和MDA測定(±s)
注:與空白組比較,*P<0.05,與補腎組比較,#P<0.05,與低輻射組比較,△P<0.05
n組別空白組補腎組低輻射組高輻射組12 12 12 12 SOD(u/mgprot)15.38±1.31 15.21±1.12 15.10±1.24 13.98±1.64*#△MDA(nmol/mgprot)1.14±0.10 1.18±0.12 1.17±0.15 1.26±0.11*#△
移動電話的電磁輻射是一種特定頻段(約在800~2 000 MHz)的脈沖輻射,其輻射功率隨著信號強弱的變化,變化范圍值很大,信號越強,輻射功率越小。反之,信號越弱,輻射功率越大。城市基站密集,信號較強,因此移動電話處于高輻射,低功率的狀態(tài)。為模擬貼近都市城區(qū)移動手機輻射,我們測定了兩個不同型號手機(三星AnycallSGH-M128和諾基亞N79),在輻射源的工作狀態(tài)下的輻射功率密度,以確定高、低輻射組輻射劑量。其中高輻射組劑量標定為接聽電話時緊貼移動電話的平均輻射強度,低輻射組劑量標定為接聽電話時距離移動電話10 cm的平均輻射強度,功率密度分別為181 uW/cm2和33 uW/cm2。由于電磁輻射功率密度隨著與輻射源距離不斷增大而衰減,本實驗通過調(diào)節(jié)距離輻射源位置遠近來調(diào)節(jié)輻射劑量。
由于睪丸組織血供相對貧乏,而生殖細胞不斷發(fā)育增殖、分化,DNA也處于不斷的復制、分裂階段,男性生殖系統(tǒng)成為移動電話電磁輻射最敏感的組織器官之一。許多文獻報道、研究亦證實,移動電話電磁輻射對生殖系統(tǒng)損傷比較明顯。使用手機會導致男性精子數(shù)目和精液質(zhì)量的下降,精子運動、活力和形態(tài)也較差,減少精子參數(shù)與每天接觸手機時間的長短有著密切的聯(lián)系[1]。另有研究表明,移動電話模擬輻射源對小鼠進行全身輻射35 d后,高輻射組小鼠LDH-X活性明顯下降,精子活動率明顯降低,精子尾部線粒體形態(tài)大小不一,分布不均,部分出現(xiàn)腫脹,電子密度降低;板狀嵴減少,灶性空泡化。上述改變顯示移動電話的電磁輻射可作用于線粒體,阻礙生精細胞(尤其是精子)的能量代謝而產(chǎn)生生殖毒性[2-3]。
正常情況下,機體的氧化和抗氧化處于動態(tài)平衡,機體新陳代謝中產(chǎn)生的自由基,不斷被抗氧化系統(tǒng)清除。機體的抗氧化防御體系包括酶促和非酶促兩個體系,其中,酶促防御系統(tǒng)包括SOD、GSH-Px、CAT等。當受到一些理化因素或其他因素的影響時,機體會產(chǎn)生過多的氧自由基。為了清除氧自由基,SOD、GSH-Px、CAT等抗氧化物酶被大量消耗,造成機體氧化/抗氧化系統(tǒng)失衡,大量的氧自由基、MDA在體內(nèi)大量積聚,所有這些物質(zhì)均能與生物膜、酶及功能蛋白產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化反應,進而對機體產(chǎn)生一定的損害。其中,SOD是歧化超氧陰離子的專一性酶,由于超氧陰離子是活性氧生成過程中的初始產(chǎn)物,并對CAT、GSH-Px將H2O2轉化為H2O的反應具有催化作用。因此,SOD被稱作活性氧防御的第一線,其活性高低反應出機體內(nèi)抗自由基水平。MDA是氧自由基引起的脂質(zhì)過氧化反應產(chǎn)生的主要最終代謝產(chǎn)物,可以用來作為衡量氧化應激程度的指標[4]。
本實驗發(fā)現(xiàn),高輻射組小鼠睪丸組織SOD活性顯著降低,MDA水平顯著升高。提示移動電話電磁輻射可以導致睪丸組織活細胞氧自由基生成增多,SOD被大量消耗,未能清除過量生成的自由基,脂質(zhì)過氧化程度加重,氧化抗氧化系統(tǒng)出現(xiàn)失衡,導致生殖細胞損傷及代謝障礙,進而損傷生殖系統(tǒng)。與高輻射組相比較,補腎組睪丸組織SOD活性增高,MDA水平降低,說明補腎填精方能較好地降低睪丸組織MDA水平,防止氧自由基損傷,提高睪丸組織SOD活性,提高組織細胞抗氧化損傷能力,從而維持細胞內(nèi)氧化抗氧化系統(tǒng)平衡,減輕機體損傷的程度。補腎填精方中,生曬參補益元氣,枸杞補腎益精,制首烏補益精血,淫羊藿補腎益氣?,F(xiàn)代藥理學表明,上述藥物煎劑和提取物有不同程度的抗氧化、抗輻射、清除自由基作用[5]。我們之前的研究發(fā)現(xiàn),補腎填精方能較好地拮抗睪丸組織抗氧化能力降低和清除自由基作用[6]。因此,能有效地預防移動電話電磁輻射對睪丸的損傷。另外,各實驗組小鼠睪丸、附睪絕對重量及其臟器系數(shù)雖有改變趨勢,但無統(tǒng)計學意義,提示可能有較輕的器質(zhì)損傷,這個劑量的輻射可能以功能損傷為主,仍需進一步研究。
本實驗提示,移動電話電磁輻射可以使睪丸組織脂質(zhì)過氧化水平上升,超氧化反應活躍,這可能是造成睪丸損害的途徑之一,但也不能排除與非酶促防御系統(tǒng)存在失衡效應有關。補腎填精方對移動電話電磁輻射產(chǎn)生的病理損傷有著一定的預防保護作用,本實驗為進一步深入探討移動電話電磁輻射損傷機理及中藥輻射防護均提供了初步的理論依據(jù)。鑒于目前移動電話使用的普遍性,并有實驗研究出現(xiàn)了不一致的結果[7-8],因此,我們還需要更多的前瞻性、對比性研究加以論證。
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