連續(xù)微波輻射對小鼠血清SOD、GSH-Px活性和MDA水平的影響

王 兵，王亞新，宗 巖，趙紅燕，王 婷，夏禹華，洪景輝，徐俊杰 (吉林醫(yī)藥學院，吉林 吉林 132013)

微波是指頻率為300 MHz～300 GHz的電磁波，具有廣泛的生物效應［1］。隨著微波技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)已經(jīng)廣泛應用于通信、醫(yī)療、工農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域，在給人們帶來方便的同時也不可避免的帶來損傷，因此微波輻射損傷的效應機制也成為各國學者的研究熱點［2］。大量流行病學調(diào)查和實驗室研究都發(fā)現(xiàn)，高強度微波輻射對人體神經(jīng)、脈管、內(nèi)分泌、免疫等多個系統(tǒng)都具有損傷作用［3］。目前關(guān)于單次急性微波輻射對小鼠各系統(tǒng)損傷的報道較多，但是對于連續(xù)微波輻射的損傷與防治研究較少，本研究采用較低劑量連續(xù)微波輻射，通過檢測小鼠血清中丙二醛(MDA)含量、氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性的改變，探究連續(xù)微波輻射的脂質(zhì)過氧化作用，為連續(xù)微波輻射損傷的防治研究奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器

SOD、MDA、GSH-Px檢測試劑盒(購自南京建成生物工程研究所)，HH-601超級恒溫水浴、FA1104N電子天平、臺式高速離心機(德國Sigma公司)、TDZ5-WS多管架自動平衡離心機、XW-80A漩渦混勻器、721可見分光光度計(上海欣茂儀器有限公司)。

1.2 實驗動物處理

昆明種雄性小鼠20只(吉林大學實驗動物中心提供)，隨機分為空白對照組、微波輻射組，每組10只。在23℃室溫條件下飼喂小鼠專用清潔飼料，適應性飼養(yǎng)1周后用于實驗。微波輻射組于每天13:00采用2 450 MHz微波5 mW/cm2的功率密度6 min/d連續(xù)5周［4］(每周照射5 d，周六周日不照)，最后一次輻照后24 h處理。

1.3 血清檢測

實驗5周后，禁食12 h后于次日清晨進行小鼠眼球取血，然后將小鼠頸椎脫臼法處死，將全血3 500 r/min離心15 min，取上層血清4℃冷藏備用，MDA含量、SOD、GSH-Px活性的測定均嚴格按照試劑盒的操作程序進行。

1.4 統(tǒng)計方法

2 結(jié)果

連續(xù)微波輻射對小鼠血清MDA含量、SOD和GSH活性的影響見表1。與空白對照組比較，微波輻射組小鼠血清中MDA含量顯著升高(P＜0.05)，SOD和GSH-Px活性明顯降低(P＜0.05)。

3 討論

微波輻射能引起機體過氧化，產(chǎn)生大量的氧自由基，破壞正常的氧化與抗氧化平衡，造成廣泛性的氧化損傷，損害細胞膜的結(jié)構(gòu)并且引發(fā)一系列有害生化反應，致使細胞死亡，進而破壞組織和器官的正常功能，導致免疫、生殖等多系統(tǒng)疾病的發(fā)生［5］。機體通過酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)產(chǎn)生的自由基主要攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸，引發(fā)脂質(zhì)過氧化作用并形成脂質(zhì)過氧化物，這些脂類分解產(chǎn)物中一些是有害的，引起細胞代謝障礙甚至死亡;還通過脂氫過氧化物的分解產(chǎn)物引起細胞損傷［6］。

表1 微波輻射對小鼠血清MDA含量、SOD和GSH-Px活性的影響(±S，n=10)

表1 微波輻射對小鼠血清MDA含量、SOD和GSH-Px活性的影響(±S，n=10)

與空白對照組比較，*P＜0.05

組 別SOD活性(U/ml)GSH-Px活性(活力單位)MDA含量(nmol/ml)331±31 437±17 13±3輻射組 295±27* 382±36* 17±2對照組*

MDA是體內(nèi)多價不飽和脂肪酸脂質(zhì)過氧化后的降解產(chǎn)物，作為交聯(lián)劑促使蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等生命大分子的交聯(lián)聚合，改變生物大分子的功能，具有細胞毒性，其含量在一定程度上反映體內(nèi)自由基多少及機體細胞受自由基損傷的程度［7］;SOD是一種源于生命體的活性物質(zhì)，能消除生物體在新陳代謝過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)，對機體的氧化與抗氧化平衡起著至關(guān)重要的作用，此酶能清除超氧離子自由基使他們變成無毒的水和氧氣，保護細胞免受損傷，是人體防御內(nèi)、外環(huán)境中超氧離子損傷的重要酶;GSH-Px是機體廣泛存在的一種重要的催化過氧化氫分解的酶，它特異的催化還原型谷胱甘肽對過氧化氫的還原反應，清除由活性氧和·OH誘發(fā)的脂質(zhì)過氧化物，可以起到保護細胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整的作用;SOD和GSH-Px能特異有效地清除氧自由基，使其變成低毒物質(zhì)，從而有效地阻止脂質(zhì)過氧化，SOD和GSH-Px的活性高低反應了機體清除氧自由基的能力［8］。因此，測定血清中SOD活性、MDA含量、GSH-Px活性的變化能有效反應機體損傷和抗損傷的程度。

Drygin等［9］用功率密度為460 mW/cm2的微波輻照大鼠24 min，發(fā)現(xiàn)輻射大鼠大腦皮質(zhì)的脂質(zhì)抗氧化系統(tǒng)損傷。鄧中榮等［10］將微波按強度分為3組(10、20和30 mW/cm2)，微波輻照體外培養(yǎng)的骨髓基質(zhì)細胞后1 h測定細胞存活率明顯下降，清除自由基的能力明顯降低，提示微波可引起體外培養(yǎng)的骨髓基質(zhì)細胞的脂質(zhì)過氧化損傷。高峰等［11］采用900 MHz微波0.05 mW/cm2的模擬移動電話微波輻射大鼠離體皮質(zhì)神經(jīng)細胞，12 h后檢測細胞MDA含量較對照組明顯升高，同時SOD活性也有所降低，提示小鼠神經(jīng)細胞的脂質(zhì)過氧化損傷。上述實驗研究提示單次微波輻射可引起機體的抗氧化系統(tǒng)損傷，但是對較低劑量連續(xù)微波輻射小鼠過氧化損傷的研究較少。

本實驗采用2 450 MHz微波5 mW/cm2的功率密度連續(xù)照射5周，實驗結(jié)果顯示，和空白對照組比較，微波輻射組小鼠血清中MDA含量顯著升高，SOD和GSH-Px活性明顯降低，提示連續(xù)微波輻射對小鼠具有過氧化損傷作用，損傷機制可能與其產(chǎn)生大量氧自由基有關(guān)，但針對其是否還涉及其他機制有待于進一步研究。

［1］ 董 霽，彭瑞云，王水明，等.安多霖對微波輻射致大鼠腦損傷的防治作用研究［J］.中國體視學與圖像分析，2006，11(2):131-134.

［2］ R??sli M，Rapp R，Braun-Fahrl?nder C.Radio and microwave frequency radiation and health—an analysis of the literature［J］.Gesundheitswesen，2003，65(6):378-392.

［3］ 文 靜，徐天昊，彭瑞云.微波輻射損傷及防護研究進展［J］.軍事醫(yī)學科學院院刊，2009，33(4):385-387.

［4］ 曹兆進，張洪橋，陶 勇，等.微波輻射對小白鼠脂質(zhì)過氧化作用及神經(jīng)遞質(zhì)含量的影響［J］.衛(wèi)生研究，2000，29(1):28-29.

［5］ 韓志宏，劉文魁，劉晉敏.微波輻射對大鼠蛋白、脂肪代謝與過氧化脂質(zhì)的影響［J］.山西醫(yī)科大學學報，2004，35(3):248-249.

［6］ Ji Jing，Zhang Yuhua，Yang Xiaoqian，et al.The influence of microwave radiation from cellular phone on fetal rat brain［J］.Electromagn Biol Med，2012，31(1):57-66.

［7］ Esmekaya M A，Ozer C，Seyhan N.900 MHz pulse-modulated radiofrequency radiation induces oxidative stress on heart，lung，testis and liver tissues［J］.Gen Physiol Biophys，2011，30(1):84-89.

［8］ 王 燕.左歸飲對衰老模型小鼠血清SOD GSH-Px MDA及IL-2的影響［J］.中華中醫(yī)藥學刊，2009，27(7):1503-1504.

［9］ Drygin A N，Nechaeva R V，Osipovich V K，et al.The pathogenesis of central nervous system functional disorders after exposure to microwave radiation［J］.Vopr Med Khim，1992，38(2):38-40.

［10］ 鄧中榮，陳景元.微波對體外培養(yǎng)的骨髓基質(zhì)細胞脂質(zhì)過氧化損傷［J］.第四軍醫(yī)大學學報，2003，24(9):820-821.

［11］ 高 峰，宋水江.模擬移動電話微波輻射對大鼠離體皮質(zhì)神經(jīng)細胞的過氧化損傷［J］.中華物理醫(yī)學與康復雜志，2007，29(4):286-288.