電磁輻射對人體皮膚危害及其保護研究進展

孟宏

隨著手機、電腦等電子產品使用的普及，人們生存空間中電磁場的強度在急劇增強，電磁輻射問題日益突出。電磁輻射污染已成為繼大氣污染、水污染和噪聲污染之后，威脅人類健康的第四大污染，聯合國人類環境大會已將其列入必須控制的主要污染物之一。皮膚作為人體的第一道屏障，是電磁輻射的第一個靶器官。伴隨人們對電磁輻射危害性認識的提高，電磁輻射保護研究正在成為皮膚護理領域研究的熱點之一。

高密度電磁輻射對人體健康造成的不良影響已經被確認，越來越多的研究也表明：長期暴露在低頻或低強度電磁輻射中會損害人體健康，即使接觸功率很小、頻率很低的電磁輻射，也可對機體產生危害。

1.電磁輻射及種類

電磁輻射（ElectromagneticRadiation.EMR）是帶凈電荷的粒子被加速時，所發出的輻射，是能量以電磁波的形式通過空間傳播的物理現象。任意個振動的電荷都能在其周圍產生電磁場，并發射電磁波向遠方輻射能量。電磁輻射的波長愈短，頻率愈高，其輻射的量子能量就愈大。

電磁輻射從來源上又可分為天然電磁輻射和人為電磁輻射。天然電磁輻射主要是指銀河系和外層空間的宇宙電磁輻射，以及積聚在大氣中的靜電荷的放電雷電磁輻射等。人為電磁輻射主要包括極低頻電磁場和射頻電磁輻射兩大類。在極低頻電磁場中，以50Hz的工頻電磁場最重要，它主要是由各種電壓等級的輸電線及各種電器所產生。在射頻電磁輻射中，以廣播、電視和各種高頻設備所產生的電磁輻射最為常見。

廣義的電磁輻射分為電離輻射和非電離輻射。凡能引起物質電離的電磁輻射稱為電離輻射，包括X射線、γ射線、α粒子、β粒子、中子、質子等。不足以導致組織電離的電磁輻射稱為非電離輻射，包括極低頻（ELF，3Hz—3kHz）.甚低頻（VLF，3kHz—30kHz）、高頻（HF，30kHz—lOOkHz）、射頻（RF，lOOkHz—300GHz）、紅外線、可見光、紫外線及激光等。

2.電磁輻射對人體健康的影響

步入21世紀以來，越來越多的公眾和科學家認識到暴露于電磁輻射中對人類健康造成的風險。射頻輻射，尤其是微波輻射（300MHz～300GHz）是對造成人體生理影響非常重要的電磁輻射。微波輻射在生活中無處不在，電源線、電視、移動電話、電腦、烤箱等日常電器均可產生。微波輻射造成的潛在影響包括引發惡性腫瘤（尤其是白血病和腦腫瘤）以及心血管和神經系統疾病。隨著人們對微波輻射損傷的關注，皮膚輻射損傷逐漸成為研究方向之。但到目前為止，皮膚輻射損傷，尤其是微波輻射對生物體皮膚損傷相關數據仍是相對稀缺的。

3.微波輻射對皮膚損傷研究進展

微波輻射對皮膚損傷有兩種不同機制。一種是致熱效應，即一定頻率和功率的電磁輻射射在生物體上時，引起體溫上升。當溫度超過皮膚的調溫能力、受照射皮膚內吸收的能量遠大生物體的新陳代謝能力時，會使皮膚的傳熱能力產生混亂，最后導致皮膚輻射部位溫度升高，失水干燥，失去光澤。同時，為保持恒定體溫，該部位毛細血管暫時性擴張充血，造成局部紅斑現象。另一種是非致熱效應，即各種頻率電磁場所產生的生物效應，該機制下電磁能量密度不是很強，在人體內產生熱量較少，但可造成輻射后活性氧增加，生物大分子DNA等損傷，可能導致氧化應激性增強，亦影響許多細胞因子、活性蛋白的表達，進而誘導各種生理變化。常用的手機、電腦等電器正常工作時，致局部組織溫度升高很少（可忽略）不會產生明顯的熱效應，已有的研究也顯示電器輻射影響生物體機能的主要是非熱效應。

此外，從中醫病機角度，有人認為電磁波乃六氣之屬，為火熱之氣，常則養人，電磁輻射乃六淫之屬，為火熱之邪，過則為災，電磁輻射之火熱外邪致病，先傷皮毛后傷氣，先傷衛氣后傷臟氣，先傷肺心之氣后傷脾腎之氣，并提出了治療電磁輻射損傷從氣論治的觀點。

研究表明，在2.45GHz無線設備輻射下（無線局域網絡），雄性Wistar大白鼠皮膚氧化應激性增強，MDA含量顯著增加，而在皮膚組織中SOD和GSH-Px的活動減少，微波輻射令皮膚抗氧體系受到影響。Ennamany等人，將人體重組角質形成細胞置于900MHz手機常用輻射下2h和18h，對皮膚細胞中的600個基因進行轉錄水平的分析，發現包括神經調節肽B、胎盤生長因子、轉錄因子AP-1在內的20個基因成顯著上調，包括p防御素2在內的10個基因表達受抑制。其中，β防御素2是存在皮膚表皮中的一種小分子肽，具有直接殺菌、調節機體的免疫炎癥反應參與皮膚創傷修復等生理功能，其表達失調或引起皮膚痤瘡。Ennamany研究結果，提示微波輻射或可造成皮膚微生態失衡，引發痤瘡。Garaj用7.7GHz、300W/㎡的連續波輻射體外培養的V79中國倉鼠成纖維細胞，發現微波輻射可抑制H3-胸腺嘧啶的摻入，從而阻止細胞進入DNA合成的S期，使細胞產生嚴重損傷。

4.微波輻射防護措施

Srinivasan M等在研究中發現番茄紅素對輻射誘導體外原代培養的小鼠肝細胞的脂質過氧化作用及抗氧化作用具有良好的抑制作用。HanSK等發現人參提取物可誘導正常小鼠脾細胞Thl和Th2細胞因子mRNA的表達，也可促進輻射損傷脾細胞IFN-γ和Thl細胞因子mRNA的表達，從而恢復T細胞免疫功能。Kalpana KB等在研究中發現橘皮苷對輻射誘導的體外培養的人外周血淋巴細胞的損害具有積極的保護作用，證實了其對人體淋巴細胞有明顯的輻射防護作用。

人們在認識微波傷害、研究微波輻射對人體傷害過程中，也在積極思考微波輻射的防護，早在20世紀50年代以前蘇聯和美國為代表的許多國家就開展了含微波在內的電磁輻射防護標準的研究，研究對象主要為電磁輻射環境中作業者的防護問題。隨著時代的發展和電子產品的應用，普通人群接觸微波輻射的機會也越來越多，微波輻射的防護越來越受到人們的重視，防護措施也在不斷進步。

目前，防護微波輻射損傷的途徑可歸結為兩大類。

第一種途徑是消除或減弱人體所在位置的磁場強度。其主要措施包括屏蔽與吸收。

屏蔽即電磁屏蔽，是將電磁能量限制在所規定的空間，阻止向被保護區域擴散的技術措施。電磁屏蔽裝置由銅、鋁或鋼（鐵）制成。導體表面的場強最大；越深入內部，場強越小。這種現象就是電磁輻射的集膚效應，電磁屏蔽就是利用這效應進行工作的。現有的防護措施，如電腦保護屏、電磁防護服、手機袋等，大多是電磁屏蔽方法，易造成反射二次污染，且不能整體改善所處環境的電磁輻射強度，不能減弱電磁輻射對人體的長期累積效應。

吸收是指利用特定的吸收材料將電磁輻射（主要是微波）能量吸收掉以降低電磁輻射強度。吸收材料大致可分為諧振型吸收材料和匹配型吸收材料兩大類。前者是利用某些材料的諧特性制成的，厚度較小，對很窄頻率范圍的微波輻射能量有吸收作用。后者利用材料和自由空間的阻抗匹配達到吸收微波輻射能量的目的，適于吸收很寬頻率范圍的微波輻射能量。

應用吸收材料的防護措施，一般多用在微波設備的調試上。調試微波設備時，要求在場源附近就能把輻射能量大幅度地衰減下來，以防止對較大范圍的空間產生污染。吸收材料可由在塑料、橡膠、膠木、陶瓷等材料中加入鐵粉、石墨、木炭和水等制成。此外，將吸收材料與屏蔽材料疊加組合可制成防護板、防護屏風，防止微波輻射的定向傳播。同時能吸收電磁輻射的油漆、防電磁輻射水泥、防電磁玻璃和電磁波涂料等也正在被開發出來。

第二種途徑是藥物途徑，即使用藥物如輻射防護劑來減輕微波輻射對人體的危害。抗輻射藥物，其研究在20世紀60年代后期達到高峰。這期間人們探索了大量人工合成化合物、天然藥物和生物因子的抗輻射作用，并進行了相應的基礎整理和研究。但由于高效、低毒、可供臨床應用的輻射防護劑較難發現，導致人們對輻射防護劑的期望逐漸淡薄起來，20世紀70年代明顯下降。近年來隨著腫瘤放療的進展及核工業的迅速發展，國內外對輻射防護劑的研究熱情重新高漲。我國科學工作者從1958年以來開展了相當規模的輻射防護劑的研究。據粗略估計，50年來共篩選了7000多種新合成的化合物、成藥和中草藥。其中經過大動物實驗的藥物有100多個，有10多個藥物已經過人體試驗。研究水平可與國際上相比，在某些方面顯示出我國的特色。

5.天然藥物防護輻射途徑與研究現狀

防護輻射損傷作用是指在生物體輻射作用前或作用后應用能減輕輻射損傷程度。天然藥物防護輻射作用的研究始于20世紀60年代，90年代中后期對其防護輻射作用的機制與藥理實驗研究逐步深入。由于天然藥物含有多種成分，所以其防護輻射作用是多方面的，其作用機制主要包括對DNA、免疫系統、造血系統的保護作用及抗自由基作用，能夠降低輻射對DNA的損傷，促進外周血象恢復，促進造血系統功能，抑制出血傾向，提高巨噬細胞吞噬率，吞噬指數和細胞面積，促進淋巴細胞轉化和IL-2的分泌，抑制脂質過氧化反應等。天然藥物還具有來源廣毒性小、價格低等特點，因此天然藥物抗輻射活性成分的研究已成為熱點。

6.皮膚微波輻射防護護膚品現狀

近年來電磁輻射污染源也急劇增加，以防輻射為主的保護皮膚類化妝品逐漸受到各方關注。產品特性主要有：①以防為主，方式單一，效果有限。主要采用物理隔離的方式，試圖阻擋電磁輻射的侵害。電磁輻射的本質是電磁波，很難憑借物理隔離全部阻擋。②強調對紫外輻射防護，射頻輻射、極低頻輻射等電器輻射關注少。紫外輻射與電器輻射的頻率不同，傳遞能量的高低，皮膚損傷途徑均有差異。而電器輻射幾乎無時不在，同樣需要進行防護。亦不能與將其紫外防護混為一談。③忽視恢復皮膚自身防御。皮膚自身存在防御機制（角質屏障、防御因子等），正常條件下能夠抵御外界侵害。現有產品忽視皮膚正常防御功能的恢復，僅靠外源功效成分防御外邪，事倍功半。因此，市場對既能減輕輻射損傷、又能恢復皮膚正常防御的電器輻射防護產品的需求是十分迫切的。

7.展望

隨著電器與移動通信設備的普及，電磁輻射是危及健康的第四大公害，防護皮膚輻射損傷迫在眉睫，市場潛力巨大。針對現有防輻射產品片面強調防護紫外線、忽視日常生活當中的電器輻射的現狀研發產品，能夠豐富防輻射產品體系。對已報道的中藥防輻射藥材，從清熱、養陰途徑入手，依理組方，對電磁輻射全面防護。賦予防輻射產品全新的意義，將防輻射與抗氧化、防曬區分開來，有利于打造特異性防輻射化妝品，提高消費者認知度和辨識度。