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摘 要： 摘要:目的研究不同平均功率密度微波輻射后大鼠血清代謝酶和內(nèi)源性多肽的改變。方法采用0、5、10、20、30和50mW/cm2微波輻射120只二級(jí)雄性Wistar大鼠，于輻射后6h、1d、3d和7d取血清，檢測(cè)代謝酶AST、LDH、CK、CKMB及內(nèi)源性多肽BNP、LEK和NPY的改變。結(jié)果血清
摘要:目的研究不同平均功率密度微波輻射后大鼠血清代謝酶和內(nèi)源性多肽的改變。方法采用0、5、10、20、30和50mW/cm2微波輻射120只二級(jí)雄性Wistar大鼠，于輻射后6h、1d、3d和7d取血清，檢測(cè)代謝酶AST、LDH、CK、CKMB及內(nèi)源性多肽BNP、LEK和NPY的改變。結(jié)果血清代謝酶AST濃度在20mW/cm2組輻射后1d和3d降低，50mW/cm2組7d降低(P<0.05);LDH濃度在10～30mW/cm2組輻射后3d降低，50mW/cm2組輻射后6h和7d降低(P<0.05，P<0.01);CK濃度在30mW/cm2組輻射后6h和1d升高，50mW/cm2組輻射后7d降低(P<0.05);CKMB濃度在20和30mW/cm2組輻射后6h和1d升高，50mW/cm2組輻射后7d降低(P<0.05，P<0.01)。血清內(nèi)源性多肽BNP濃度在5mW/cm2組呈先升高(6h)后減少(7d)的改變，10～30mW/cm2組輻射后3d和7d減少;LEK濃度在5mW/cm2組升高(3d)，10和30mW/cm2組減少(6h/7d);NPY濃度在5和50mW/cm2組輻射后3d升高，10、30和50mW/cm2組輻射后7d減少(P<0.05，P<0.01)。結(jié)論10～50mW/cm2微波輻射可導(dǎo)致大鼠心腦功能一過(guò)性異常，血清代謝酶和內(nèi)源性多肽濃度的改變并不呈現(xiàn)劑量依賴性。
關(guān)鍵詞:微波輻射;大鼠;血清;代謝酶;內(nèi)源性多肽
微波是頻率為300MHz～300GHz之間的電磁波，廣泛應(yīng)用于無(wú)線通訊、雷達(dá)、醫(yī)療等領(lǐng)域，其對(duì)健康的影響備受關(guān)注。微波輻射可引起機(jī)體多系統(tǒng)改變，其中腦和心臟是微波輻射最敏感的靶點(diǎn)〔1-2〕。已有研究表明，一定劑量微波輻射可引起心腦功能和組織結(jié)構(gòu)改變，表現(xiàn)為學(xué)習(xí)和記憶能力下降，神經(jīng)元變性、凋亡和壞死，組織水腫〔3-4〕;心率減慢，血壓升高，血清離子平衡失調(diào)，AST和ALT含量增加，心電圖異常，心肌纖維排列紊亂、線粒體空化腫脹、閏盤結(jié)構(gòu)模糊不清等〔5-6〕。但目前尚缺乏敏感無(wú)創(chuàng)的檢測(cè)指標(biāo)。因此本研究采用不同劑量的微波輻射大鼠，從與心腦功能密切相關(guān)的血清代謝酶和內(nèi)源性多肽中尋找其變化規(guī)律，以期為揭示微波輻射損傷的量效關(guān)系提供候選指標(biāo)。
1材料與方法
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組二級(jí)雄性Wistar大鼠120只，體質(zhì)量(200±10)g，由原軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供并統(tǒng)一飼養(yǎng)，將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為假輻射組和5、10、20、30和50mW/cm2輻射組，每組20只。
1.2微波輻射方法采用S波段微波輻射源進(jìn)行全身均勻輻射，大鼠在輻射盒中為固定體位。輻射臺(tái)旋轉(zhuǎn)以保證全身均勻輻射，平均功率密度為5、10、20、30和50mW/cm2，輻射時(shí)間為6min。假輻射組僅將裝有大鼠的輻射盒放于輻射臺(tái)上，不進(jìn)行輻射。
1.3樣本收集分別于輻射后6h、1d、3d和7d，將大鼠經(jīng)腹腔注射1%戊巴比妥鈉(30mg/kg)麻醉，下腔靜脈取血，5000r/min低溫離心，取血清。采用全自動(dòng)生化儀檢測(cè)血清谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶(CK)和肌酸激酶同工酶(CKMB)等代謝酶濃度的改變，采用放射免疫分析法檢測(cè)腦利鈉肽(BNP)、亮氨酸腦啡肽(LEK)和神經(jīng)肽Y(NPY)等內(nèi)源性多肽濃度的改變。
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1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析文中數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x珋±s)表示。采用SAS軟件進(jìn)行單因素方差分析，P<0.05表示差異具有顯著性。
2結(jié)果
2.1大鼠血清代謝酶改變分析結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可見(jiàn)，5mW/cm2組四項(xiàng)指標(biāo)均未見(jiàn)明顯異常;10mW/cm2組血清LDH濃度于輻射后3d顯著降低(P<0.01);20mW/cm2組AST、LDH濃度于輻射后1d和3d降低(P<0.05，P<0.01)，CKMB濃度于輻射后6h升高(P<0.05);30mW/cm2組LDH濃度于輻射后3d顯著降低(P<0.01)，CK和CKMB濃度于輻射后6h和1d升高(P<0.05);50mW/cm2組AST濃度于輻射后7d降低，LDH濃度于輻射后6h和7d降低(P<0.05)，CK和CKMB濃度于輻射后7d降低(P<0.05，P<0.01)。由上可見(jiàn)，平均功率密度≥10mW/cm2可引起血清代謝酶含量異常。
2.2大鼠血清內(nèi)源性多肽改變分析結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，5mW/cm2組血清BNP濃度于輻射后6h顯著升高，7d顯著減少(P<0.01)，LEK、NPY濃度于輻射后3d顯著升高(P<0.01);10mW/cm2組BNP濃度于輻射后3d和7d減少(P<0.05，P<0.01)，LEK濃度于輻射后6h顯著減少(P<0.01)，NPY濃度于輻射后7d減少(P<0.05);20mW/cm2組BNP濃度于輻射后7d顯著減少(P<0.01)，LEK和NPY濃度未見(jiàn)明顯改變;30mW/cm2組BNP濃度于輻射后3d和7d顯著減少(P<0.01)，LEK、NPY濃度于輻射后7d減少(P<0.05，P<0.01);50mW/cm2組NPY濃度于輻射后3d顯著增加(P<0.01)，7d減少(P<0.05)。
3討論
心臟和腦作為生物電傳導(dǎo)活躍的器官，也是對(duì)微波輻射最為敏感的靶器官。血清代謝酶的變化是反映機(jī)體重要器官損傷的敏感且重要的參數(shù)。AST在心肌細(xì)胞和肝臟受到損害時(shí)，大量的酶釋放入血，使血清含量增加。LDH存在于機(jī)體所有組織細(xì)胞的胞質(zhì)內(nèi)，其中以腎臟和心臟含量較高。CK和CKMB則主要存在于心肌細(xì)胞漿和線粒體中，是與細(xì)胞內(nèi)能量運(yùn)轉(zhuǎn)、肌肉收縮、ATP再生有直接關(guān)系的重要激酶，它可逆地催化肌酸與ATP之間的轉(zhuǎn)磷酰基反應(yīng)。因此血清AST、LDH、CK和CKMB濃度均是反映心肌細(xì)胞受損的敏感指標(biāo)之一。已有研究表明，單次或多次的微波輻射均可引起大鼠和獼猴AST、LDH升高，CKMB減少，提示微波輻射可對(duì)機(jī)體的心臟造成一定程度的損傷〔6-7〕。因此本研究檢測(cè)不同劑量微波輻射后上述指標(biāo)改變，發(fā)現(xiàn)AST濃度在20和50mW/cm2組降低，LDH濃度在10～50mW/cm2組降低，CK和CKMB濃度在20和30mW/cm2組升高，在50mW/cm2組降低;血清AST、LDH、CK和CKMB濃度的降低提示心臟代謝功能降低。但上述各指標(biāo)改變未呈現(xiàn)顯著的劑量依賴性，其中5mW/cm2組未引起各指標(biāo)異常，CK和CKMB濃度的改變?cè)?0mW/cm2組與10～30mW/cm2組間存在明顯的劑量效應(yīng)差異。
本研究進(jìn)一步檢測(cè)了微波輻射后與心腦功能密切相關(guān)的幾種內(nèi)源性多肽的改變。NPY是一種廣泛分布于哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)和交感神經(jīng)末梢的神經(jīng)遞質(zhì)，與記憶保持力有密切關(guān)系，且參與腦血管功能的調(diào)節(jié)及腦缺血后病理生理改變〔8〕。BNP廣泛分布于心、腦、脊髓和肺等組織，除具有利鈉、利尿和擴(kuò)張血管的效應(yīng)外，同時(shí)還可以拮抗腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)，抑制內(nèi)皮素-1的分泌，在心腦血管疾病中均扮演著重要的角色〔9〕。LEK作為腦啡肽的一種，在腦內(nèi)起著神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)質(zhì)物的作用，不僅在心血管活動(dòng)、體溫、呼吸、消化、睡眠中起調(diào)節(jié)作用，且可影響情緒和行為〔10〕。已有研究表明，微波輻射可致大腦皮層和海馬神經(jīng)元NPY表達(dá)下調(diào)，但微波輻射對(duì)血清內(nèi)源性多肽的報(bào)道少見(jiàn)。本研究發(fā)現(xiàn)BNP濃度在5mW/cm2組呈先升高后減少的改變，在10～30mW/cm2組減少;LEK濃度在5mW/cm2組升高，在10和30mW/cm2組減少;NPY濃度在5mW/cm2組升高，在10、30和50mW/cm2組減少。可見(jiàn)各劑量可引起不同的內(nèi)源性多肽代謝異常，呈現(xiàn)5mW/cm2組升高、其它劑量組降低的變化規(guī)律，提示10～50mW/cm2微波輻射可致心腦功能異常，但各劑量組間未見(jiàn)明顯的劑量效應(yīng)依賴性。
總之，10～50mW/cm2微波輻射可引起心腦功能的一過(guò)性異常，但血清代謝酶和內(nèi)源性多肽濃度的改變未呈現(xiàn)明顯的劑量依賴性，這可為篩選微波輻射損傷的敏感指標(biāo)提供依據(jù)。
