慢性持續(xù)高劑量電磁輻射對小鼠外周血象的長期影響

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)學科學院放射與輻射醫(yī)學研究所;通訊作者，E-mail:yikunzhang07@6.com)

現(xiàn)代社會，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間越來越長，現(xiàn)代人的生活中離不開手機、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人體可能的健康影響及其相關(guān)劑量學問題已經(jīng)引起全世界的廣泛關(guān)注，發(fā)表了許多研究報道，并取得了一些有意義的結(jié)果［1-4］。但是對于高劑量電磁輻射對生物體健康的影響卻鮮有研究，并且高劑量電磁輻射對人體外周血血象的影響及進而產(chǎn)生的遠期效應(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度和時間，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人體的影響提供幫助。本實驗為研究電磁輻射對外周血液免疫各項指標的影響，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照組，以加入CTX小鼠各項指標變化為陽性參照，通過檢測輻照組小鼠外周血中紅細胞及淋巴細胞等的數(shù)量及比例的改變，對小鼠輻照后各項指標進行嚴格監(jiān)控、檢測、計算和比較，初步探討高劑量電磁輻射對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)學科學院放射與輻射醫(yī)學研究所提供，MEK-7222K全自動血細胞分析儀 (日本光電工業(yè)株式會社，日本)，高速冷凍離心機(德國Heraeus賀力氏)，臺式高速離心機(上海安亭科學儀器廠)，肝素(BioLegend公司，美國)。

1.2 實驗動物及分組

30只雄性Balb/c小鼠，6-8周齡，體重(20±2)g，由軍事醫(yī)學科學院動物實驗中心提供(BASK-(軍)(2007-004))，30只小鼠隨機分為正常對照組、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物房中適應(yīng)性喂養(yǎng)一周，動物基本狀態(tài)良好即開始實驗。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個工作日，連續(xù)4周;給藥組動物于輻照開始時給藥，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 小鼠外周血象指標檢測

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進行血常規(guī)檢測。

1.5 統(tǒng)計學分析

應(yīng)用CHISS 2005統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計學分析，采用方差分析方法，數(shù)據(jù)以±s表示。

2 結(jié)果

2.1 電磁輻射對小鼠體溫的影響

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

表1 電磁輻射對小鼠體溫的影響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，與正常對照組及環(huán)磷酰胺組比較，輻射組小鼠外周血白細胞數(shù)量在檢測期間均有明顯下降(P＜0.05，見表2)，這與環(huán)磷酰胺組小鼠外周血白細胞數(shù)量的下降趨勢一致。

表2 電磁輻射對小鼠外周血白細胞總數(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 電磁輻射對小鼠外周血白細胞總數(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，且照射后30-45 d及105 d血小板計數(shù)明顯增高，差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。而與正常對照組相比，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外周血紅細胞總數(shù)的影響

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

表4 電磁輻射對外周血紅細胞總數(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 電磁輻射對外周血紅細胞總數(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，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)計學意義(P＞0.05，見表5)。

2.6 慢性高劑量電磁輻射對小鼠外周血淋巴細胞總數(shù)的影響

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

2.7 慢性高劑量電磁輻射對小鼠外周血中性粒細胞總數(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胞總數(shù)在45 d及120 d時呈減少趨勢。與環(huán)磷酰胺組相比，則是在30 d及105 d時中性粒細胞總數(shù)明顯降低(P＜0.05)。而對于環(huán)磷酰胺組，與正常組相比，在30 d、90 d及105 d檢測到中性粒細胞總數(shù)明顯低于對照組(P＜0.05，見表7)。

表5 電磁輻射對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 電磁輻射對小鼠外周血淋巴細胞總數(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 電磁輻射對小鼠外周血淋巴細胞總數(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 電磁輻射對小鼠外周血中性粒細胞總數(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 電磁輻射對小鼠外周血中性粒細胞總數(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外周血象的影響還沒有定論。

本研究采用隨機、平行的動物試驗方法，系統(tǒng)建立了高劑量電磁輻射小鼠模型，檢測高劑量電磁輻射10 mW/cm2大功率對小鼠外周血象各項指標的影響。電磁輻射的非熱效應(yīng)是指在較低強度電磁輻射作用下，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物體溫升高不超過1℃為界。本實驗為排除熱效應(yīng)的干擾，采用間斷暴露的方法，并測定小鼠肛溫在輻照實驗開始前結(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)致小鼠外周血紅細胞數(shù)量上升，外周血白細胞降低等血象指標的變化。首先，電磁輻射后照射各組外周血紅細胞數(shù)量均高于正常對照組，差異有統(tǒng)計學意義，并且其變化趨勢與CTX組相同。其次，電磁輻射后照射組白細胞數(shù)量與對照組相比明顯下降，在照射后60-90 d照射各組的白細胞總數(shù)顯著下降，其差異有統(tǒng)計學意義。并且電磁輻射后照射組外周淋巴細胞、中性粒細胞數(shù)量明顯低于正常對照組。最后，電磁輻射后與正常對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胞及中性粒細胞數(shù)量降低，白血細胞數(shù)量減少，在檢測周期結(jié)束時小鼠外周血淋巴細胞數(shù)有恢復(fù)的趨勢，并且這些結(jié)果與實驗建立的CTX小鼠模型所得到的免疫損傷各項指標的變化趨勢一致，說明高劑量輻射對小鼠的免疫功能造成損傷，并且導(dǎo)致小鼠機體的炎癥反應(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胞等指標的變化情況結(jié)合分析，從而得到更準確、深刻、系統(tǒng)的結(jié)論。

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