張怡堃，李 慧，黃根山，董 波，蘇振濤(第二炮兵總醫(yī)院血液科，北京 00088;總裝司令部黃寺門診部;軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所;通訊作者，E-mail:yikunzhang07@6.com)

現(xiàn)代社會(huì)，隨著電磁微波技術(shù)的廣泛應(yīng)用，普通人群接觸電磁輻射的時(shí)間越來越長，現(xiàn)代人的生活中離不開手機(jī)、電腦等電子設(shè)備，而這些電子設(shè)備帶來的慢性低劑量形式的電磁輻射對(duì)人體可能的健康影響及其相關(guān)劑量學(xué)問題已經(jīng)引起全世界的廣泛關(guān)注，發(fā)表了許多研究報(bào)道，并取得了一些有意義的結(jié)果［1-4］。但是對(duì)于高劑量電磁輻射對(duì)生物體健康的影響卻鮮有研究，并且高劑量電磁輻射對(duì)人體外周血血象的影響及進(jìn)而產(chǎn)生的遠(yuǎn)期效應(yīng)尚且沒有研究清楚。因此，本研究高度模擬人體在正常生活中所接觸到的電磁輻射的強(qiáng)度和時(shí)間，擬建立高劑量電磁輻射(10 mW/cm2)小鼠模型，目的在于最終為研究高劑量電磁輻射對(duì)人體的影響提供幫助。本實(shí)驗(yàn)為研究電磁輻射對(duì)外周血液免疫各項(xiàng)指標(biāo)的影響，設(shè)立環(huán)磷腺胺(CTX，免疫抑制劑)小鼠模型組作為免疫損傷陽性對(duì)照組，以加入CTX小鼠各項(xiàng)指標(biāo)變化為陽性參照，通過檢測(cè)輻照組小鼠外周血中紅細(xì)胞及淋巴細(xì)胞等的數(shù)量及比例的改變，對(duì)小鼠輻照后各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控、檢測(cè)、計(jì)算和比較，初步探討高劑量電磁輻射對(duì)外周血象的損傷情況以及損傷程度與輻照劑量的關(guān)系，為深入研究電磁輻射免疫損傷提供研究數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要儀器及試劑

輻射源由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所提供，MEK-7222K全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀 (日本光電工業(yè)株式會(huì)社，日本)，高速冷凍離心機(jī)(德國Heraeus賀力氏)，臺(tái)式高速離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)，肝素(BioLegend公司，美國)。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

30只雄性Balb/c小鼠，6-8周齡，體重(20±2)g，由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供(BASK-(軍)(2007-004))，30只小鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組、環(huán)磷酰胺(CTX)、輻射組，每組10只。

1.3 照射及給藥處理

小鼠供試前在清潔動(dòng)物房中適應(yīng)性喂養(yǎng)一周，動(dòng)物基本狀態(tài)良好即開始實(shí)驗(yàn)。小鼠接受高劑量電磁輻照，照射組劑量為10 mW/cm2，每天照射30 min，每周連續(xù)照射5個(gè)工作日，連續(xù)4周;給藥組動(dòng)物于輻照開始時(shí)給藥，每次每只給藥 CTX 30 mg/kg，每天一次，一周共7次，持續(xù)4周;正常對(duì)照組放置于電磁輻射室外未接受照射。

1.4 小鼠外周血象指標(biāo)檢測(cè)

各組均于輻照結(jié)束后 30 d，45 d，60 d，75 d，90 d，105 d和120 d于尾靜脈采靜脈血上機(jī)進(jìn)行血常規(guī)檢測(cè)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用CHISS 2005統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用方差分析方法，數(shù)據(jù)以±s表示。

2 結(jié)果

2.1 電磁輻射對(duì)小鼠體溫的影響

為排除電磁輻射的熱效應(yīng)而檢測(cè)其生物效應(yīng)，于輻照前后檢測(cè)輻射組小鼠肛溫的變化(見表1)，對(duì)電磁輻照前后肛溫變化≤1℃的小鼠進(jìn)行后續(xù)生物效應(yīng)的檢測(cè)。

表1 電磁輻射對(duì)小鼠體溫的影響Table 1 Effect of irradiation on the temperature of mice

2.2 慢性高劑量電磁輻射作用下小鼠外周血白細(xì)胞總數(shù)的變化

慢性持續(xù)高劑量的電磁輻射后，與正常對(duì)照組及環(huán)磷酰胺組比較，輻射組小鼠外周血白細(xì)胞數(shù)量在檢測(cè)期間均有明顯下降(P＜0.05，見表2)，這與環(huán)磷酰胺組小鼠外周血白細(xì)胞數(shù)量的下降趨勢(shì)一致。

表2 電磁輻射對(duì)小鼠外周血白細(xì)胞總數(shù)的影響(n=10，±s，×109/L)Table 2Effect of electromagnetic radiation on the number of white blood cells in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

表2 電磁輻射對(duì)小鼠外周血白細(xì)胞總數(shù)的影響(n=10，±s，×109/L)Table 2Effect of electromagnetic radiation on the number of white blood cells in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

與對(duì)照組比較，*P＜0.05;與CTX組比較，#P＜0.05

組別30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常對(duì)照組 14.00±2.84 17.68±2.31 10.26±2.00 16.48±5.00 4.30±0.97 25.61±6.69 28.59±7.17 CTX組 15.07±2.65 13.13±3.30* 10.43±3.07 19.91±6.32 7.58±1.29 20.04±5.06* 25.82±4.67輻射組 5.84±3.35*# 13.44±2.60* 10.81±3.29 13.5 ±2.49# 4.54±1.46*# 14.78±3.14*#24.84±5.21

2.3 慢性高劑量電磁輻射誘導(dǎo)小鼠外周血血小板總數(shù)的增高

電磁輻射后，與正常對(duì)照組及環(huán)磷酰胺組相比，輻射組小鼠外周血血小板數(shù)量呈上升趨勢(shì)，且照射后30-45 d及105 d血小板計(jì)數(shù)明顯增高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。而與正常對(duì)照組相比，環(huán)磷酰胺組小鼠的外周血血小板數(shù)量在給藥45 d時(shí)明顯降低(見表3)，提示慢性高劑量電磁輻射誘導(dǎo)小鼠外周血血小板總數(shù)增高。

表3 電磁輻射對(duì)小鼠外周血血小板總數(shù)的影響(n=10，±s，×109/L)Table 3Effect of electromagnetic radiation on the number of platelets in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

表3 電磁輻射對(duì)小鼠外周血血小板總數(shù)的影響(n=10，±s，×109/L)Table 3Effect of electromagnetic radiation on the number of platelets in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

與對(duì)照組比較，*P＜0.05;與CTX組比較，#P＜0.05

組別30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常對(duì)照組 550.3±125.1 3 422±1 247 826.5±157.8 1 026±243.0 385.8±39.18 965.8±205.3 1 005±333.4 CTX組 613.2±185.5 1 130±184.7* 844.3±221.6 1 009±189.6 399.0±54.09 1 002±115.4 1 017±125.7輻射組 1 608±504.9*#1 011±124.6* 887.9±162.4 916.4±118.4 481.6±103.8 1 191±149.0*#1 066±159.5

2.4 慢性高劑量電磁輻射對(duì)外周血紅細(xì)胞總數(shù)的影響

電磁輻射后，與正常對(duì)照組及環(huán)磷酰胺組比較，輻射組紅細(xì)胞總數(shù)呈上升趨勢(shì)，照射后60-90 d輻射組的紅細(xì)胞總數(shù)明顯增多，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.05，見表4)。

表4 電磁輻射對(duì)外周血紅細(xì)胞總數(shù)的影響(n=10，±s，×1012/L)Table 4Effect of electromagnetic radiation on the amount of erythrocytes in peripheral blood of mice(n=10，±s，×1012/L)

表4 電磁輻射對(duì)外周血紅細(xì)胞總數(shù)的影響(n=10，±s，×1012/L)Table 4Effect of electromagnetic radiation on the amount of erythrocytes in peripheral blood of mice(n=10，±s，×1012/L)

與對(duì)照組比較，*P＜0.05;與CTX組比較，#P＜0.05

組別30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常對(duì)照組 9.26±1.21 9.92±1.43 7.35±0.73 10.92±2.77 3.66±0.43 7.56±1.37 8.47±1.7 CTX組 9.38±0.99 10.24±1.65 6.53±1.90 10.16±0.78 4.17±0.35 8.58±1.47 9.68±1.54輻射組 8.52±0.72 10.07±0.83 7.47±1.48 12.90±1.61# 4.68±0.96*7.43±1.34 8.27±1.45

2.5 慢性高劑量電磁輻射對(duì)外周血血紅蛋白總數(shù)的影響

電磁輻射后，與正常組及環(huán)磷酰胺組相比，輻射組血紅蛋白總數(shù)在照射后30-45 d內(nèi)呈現(xiàn)微弱下降趨勢(shì)，照射后60-90 d照射組血紅蛋白總數(shù)逐漸增加，但其差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05，見表5)。

2.6 慢性高劑量電磁輻射對(duì)小鼠外周血淋巴細(xì)胞總數(shù)的影響

電磁輻射后，與正常對(duì)照組及環(huán)磷酰胺組相比，輻射組淋巴細(xì)胞的總數(shù)顯著下降(P＜0.05)。與正常對(duì)照組相比，環(huán)磷酰胺組也同樣呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，其差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05，見表6)。

2.7 慢性高劑量電磁輻射對(duì)小鼠外周血中性粒細(xì)胞總數(shù)的影響

電磁輻射后，與正常組相比，照射組小鼠外周血中性粒細(xì)胞總數(shù)在45 d及120 d時(shí)呈減少趨勢(shì)。與環(huán)磷酰胺組相比，則是在30 d及105 d時(shí)中性粒細(xì)胞總數(shù)明顯降低(P＜0.05)。而對(duì)于環(huán)磷酰胺組，與正常組相比，在30 d、90 d及105 d檢測(cè)到中性粒細(xì)胞總數(shù)明顯低于對(duì)照組(P＜0.05，見表7)。

表5 電磁輻射對(duì)小鼠外周血血紅蛋白總數(shù)的影響(n=10，±s，g/L)Table 5Effect of electromagnetic radiation on the number of murine HGB in peripheral blood of mice(n=10，±s，g/L)

表5 電磁輻射對(duì)小鼠外周血血紅蛋白總數(shù)的影響(n=10，±s，g/L)Table 5Effect of electromagnetic radiation on the number of murine HGB in peripheral blood of mice(n=10，±s，g/L)

組別30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常對(duì)照組 132.0±15.22 152.1±22.60 106.6±12.61 167.3±44.92 56.6±5.34 112.9±20.29 122.8±22.81 CTX組 132.6±16.59 152.7±25.35 96.4±26.26 159.4±20.06 57.8±5.67 120.6±22.32 131.2±20.42輻照組 125.6±10.49 149.1±11.69 120.6±21.65 188.1±26.21 61.2±12.31 126.3±20.42 124.4±23.11

表6 電磁輻射對(duì)小鼠外周血淋巴細(xì)胞總數(shù)的影響(n=10，±s，×109/L)Table 6Effect of electromagnetic radiation on the number of murine lymphocyte in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

表6 電磁輻射對(duì)小鼠外周血淋巴細(xì)胞總數(shù)的影響(n=10，±s，×109/L)Table 6Effect of electromagnetic radiation on the number of murine lymphocyte in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

與正常對(duì)照組比較，*P＜0.05;與CTX組比較，#P＜0.05

組別30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常對(duì)照組 10.74±2.40 10.89±2.04 8.35±1.52 9.18±2.41 3.10±0.83 8.42±1.00 9.07±5.20 CTX組 8.77±3.22* 8.36±2.40 8.81±1.84 10.19±1.82 4.77±1.37 7.04±2.00 7.36±2.00輻射組 3.47±1.24*# 9.53±1.93 7.50±1.00 9.57±1.65 2.74±0.45*# 6.14±1.68*12.22±2.92

表7 電磁輻射對(duì)小鼠外周血中性粒細(xì)胞總數(shù)的影響(n=10，±s，×109/L)Table 7 Effect of electromagnetic radiation on the number of murine neutrophilic granulocyte in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

表7 電磁輻射對(duì)小鼠外周血中性粒細(xì)胞總數(shù)的影響(n=10，±s，×109/L)Table 7 Effect of electromagnetic radiation on the number of murine neutrophilic granulocyte in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

與正常對(duì)照組比較，*P＜0.05;與CTX組比較，#P＜0.05

組別30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常對(duì)照組 2.78±1.37 6.57±2.59 1.71±1.00 7.25±3.90 1.14±0.42 16.99±6.14 19.36±5.8 CTX組 5.56±2.26* 4.97±3.37 1.28±1.41 9.59±6.30 2.69±0.82* 12.82±3.49* 18.26±4.39輻射組 2.03±2.06 3.07±1.49* 2.88±2.43 3.87±1.44# 1.69±1.19 8.47±2.80 12.50±3.75*#

3 討論

隨著多種通訊電器、微波電器的廣泛應(yīng)用及這些電子設(shè)備功率頻率的增高，它們所形成的電磁輻射也逐漸成為損害人類健康的重要因素之一。國內(nèi)外已有多項(xiàng)研究表明，電磁輻射可引起生物損傷效應(yīng)［5］。但是大功率電磁輻射對(duì)外周血象的影響還沒有定論。

本研究采用隨機(jī)、平行的動(dòng)物試驗(yàn)方法，系統(tǒng)建立了高劑量電磁輻射小鼠模型，檢測(cè)高劑量電磁輻射10 mW/cm2大功率對(duì)小鼠外周血象各項(xiàng)指標(biāo)的影響。電磁輻射的非熱效應(yīng)是指在較低強(qiáng)度電磁輻射作用下，不引起生物體組織溫度升高所產(chǎn)生的生物效應(yīng)，目前通常以照射后動(dòng)物體溫升高不超過1℃為界。本實(shí)驗(yàn)為排除熱效應(yīng)的干擾，采用間斷暴露的方法，并測(cè)定小鼠肛溫在輻照實(shí)驗(yàn)開始前結(jié)束后基本無變化，保證研究的非熱效應(yīng)。

研究表明，10 mW/cm2高劑量電磁輻射長期照射可導(dǎo)致小鼠外周血紅細(xì)胞數(shù)量上升，外周血白細(xì)胞降低等血象指標(biāo)的變化。首先，電磁輻射后照射各組外周血紅細(xì)胞數(shù)量均高于正常對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，并且其變化趨勢(shì)與CTX組相同。其次，電磁輻射后照射組白細(xì)胞數(shù)量與對(duì)照組相比明顯下降，在照射后60-90 d照射各組的白細(xì)胞總數(shù)顯著下降，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。并且電磁輻射后照射組外周淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞數(shù)量明顯低于正常對(duì)照組。最后，電磁輻射后與正常對(duì)照組相比外周血血小板總數(shù)明顯升高。并且這些參數(shù)的變化情況與CTX組變化情況一致。這些結(jié)果提示，慢性高劑量電磁輻射可導(dǎo)致小鼠外周血淋巴細(xì)胞及中性粒細(xì)胞數(shù)量降低，白血細(xì)胞數(shù)量減少，在檢測(cè)周期結(jié)束時(shí)小鼠外周血淋巴細(xì)胞數(shù)有恢復(fù)的趨勢(shì)，并且這些結(jié)果與實(shí)驗(yàn)建立的CTX小鼠模型所得到的免疫損傷各項(xiàng)指標(biāo)的變化趨勢(shì)一致，說明高劑量輻射對(duì)小鼠的免疫功能造成損傷，并且導(dǎo)致小鼠機(jī)體的炎癥反應(yīng)。但此類研究目前還處于探索階段，需要與輻射后小鼠的病理損傷切片及造血干細(xì)胞等指標(biāo)的變化情況結(jié)合分析，從而得到更準(zhǔn)確、深刻、系統(tǒng)的結(jié)論。

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