不同劑量微波輻射對大鼠血清代謝酶和內源性多肽的影響

發布時間：2020-01-02所屬分類：醫學論文瀏覽：1次

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只二級雄性Wistar大鼠，于輻射后6h、1d、3d和7d取血清，檢測代謝酶AST、LDH、CK、CKMB及內源性多肽BNP、LEK和NPY的改變。結果血清

　　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只二級雄性Wistar大鼠，于輻射后6h、1d、3d和7d取血清，檢測代謝酶AST、LDH、CK、CKMB及內源性多肽BNP、LEK和NPY的改變。結果血清代謝酶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)。結論10～50mW/cm2微波輻射可導致大鼠心腦功能一過性異常，血清代謝酶和內源性多肽濃度的改變并不呈現劑量依賴性。

　　關鍵詞:微波輻射;大鼠;血清;代謝酶;內源性多肽

　　微波是頻率為300MHz～300GHz之間的電磁波，廣泛應用于無線通訊、雷達、醫療等領域，其對健康的影響備受關注。微波輻射可引起機體多系統改變，其中腦和心臟是微波輻射最敏感的靶點〔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構改變，表現為學習和記憶能力下降，神經元變性、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，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、閏盤結構模糊不清等〔5-6〕。但目前尚缺乏敏感無創的檢測指標。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的血清代謝酶和內源性多肽中尋找其變化規律，以期為揭示微波輻射損傷的量效關系提供候選指標。

　　1材料與方法

　　1.1實驗動物與分組二級雄性Wistar大鼠120只，體質量(200±10)g，由原軍事醫學科學院實驗動物中心提供并統一飼養，將實驗動物隨機分為假輻射組和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波段微波輻射源進行全身均勻輻射，大鼠在輻射盒中為固定體位。輻射臺旋轉以保證全身均勻輻射，平均功率密度為5、10、20、30和50mW/cm2，輻射時間為6min。假輻射組僅將裝有大鼠的輻射盒放于輻射臺上，不進行輻射。

　　1.3樣本收集分別于輻射后6h、1d、3d和7d，將大鼠經腹腔注射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。采用全自動生化儀檢測血清谷草轉氨酶(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腦利鈉肽(BNP)、亮氨酸腦啡肽(LEK)和神經肽Y(NPY)等內源性多肽濃度的改變。

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　　1.4數據統計和分析文中數據均以均數±標準差(x珋±s)表示。采用SAS軟件進行單因素方差分析，P<0.05表示差異具有顯著性。

　　2結果

　　2.1大鼠血清代謝酶改變分析結果見圖1。由圖1可見，5mW/cm2組四項指標均未見明顯異常;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，平均功率密度≥10mW/cm2可引起血清代謝酶含量異常。

　　2.2大鼠血清內源性多肽改變分析結果見圖2。由圖2可見，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活躍的器官，也是對微波輻射最為敏感的靶器官。血清代謝酶的變化是反映機體重要器官損傷的敏感且重要的參數。AST在心肌細胞和肝臟受到損害時，大量的酶釋放入血，使血清含量增加。LDH存在于機體所有組織細胞的胞質內，其中以腎臟和心臟含量較高。CK和CKMB則主要存在于心肌細胞漿和線粒體中，是與細胞內能量運轉、肌肉收縮、ATP再生有直接關系的重要激酶，它可逆地催化肌酸與ATP之間的轉磷�；�反應。因此血清AST、LDH、CK和CKMB濃度均是反映心肌細胞受損的敏感指標之一。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，提示微波輻射可對機體的心臟造成一定程度的損傷〔6-7〕。因此本研究檢測不同劑量微波輻射后上述指標改變，發現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。但上述各指標改變未呈現顯著的劑量依賴性，其中5mW/cm2組未引起各指標異常，CK和CKMB濃度的改變在50mW/cm2組與10～30mW/cm2組間存在明顯的劑量效應差異。

　　本研究進一步檢測了微波輻射后與心腦功能密切相關的幾種內源性多肽的改變。NPY是一種廣泛分布于哺乳動物中樞神經系統和交感神經末梢的神經遞質，與記憶保持力有密切關系，且參與腦血管功能的調節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、利尿和擴張血管的效應外，同時還可以拮抗腎素-血管緊張素-醛固酮系統，抑制內皮素-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，在腦內起著神經遞質和神經調質物的作用，不僅在心血管活動、體溫、呼吸、消化、睡眠中起調節作用，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元NPY表達下調，但微波輻射對血清內源性多肽的報道少見。本研究發現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�？梢姼鲃┝靠梢�起不同的內源性多肽代謝異常，呈現5mW/cm2組升高、其它劑量組降低的變化規律，提示10～50mW/cm2微波輻射可致心腦功能異常，但各劑量組間未見明顯的劑量效應依賴性。

　　總之，10～50mW/cm2微波輻射可引起心腦功能的一過性異常，但血清代謝酶和內源性多肽濃度的改變未呈現明顯的劑量依賴性，這可為篩選微波輻射損傷的敏感指標提供依據。