輻射致皮膚損傷機(jī)理及其防護(hù)途徑研究進(jìn)展

鄧文娟+鄧薇+劉月恒+孟宏+董銀卯

隨著人們生活水平的提高，電子產(chǎn)品使用的普及，人們生存空間中電磁場(chǎng)的強(qiáng)度也急劇增強(qiáng)，電磁污染問題日益突出。早在1975年，環(huán)境科學(xué)就預(yù)言：電磁能量每年將以7%～14%的速度增長(zhǎng)，也就是說，25年后環(huán)境電磁能量最大可能增加26倍，50年后可增加700倍。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(lián)合國人類環(huán)境大會(huì)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(gè)靶器官。伴隨人們對(duì)電磁輻射危害性認(rèn)識(shí)的提高，電磁輻射保護(hù)研究正在成為皮膚護(hù)理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。

電磁輻射及種類

電磁輻射（Electromagnetic Radiation，EMR）是帶凈電荷的粒子被加速時(shí)，所發(fā)出的輻射，是能量以電磁波的形式通過空間傳播的物理現(xiàn)象。任意一個(gè)振動(dòng)的電荷都能在其周圍產(chǎn)生電磁場(chǎng)，并發(fā)射電磁波向遠(yuǎn)方輻射能量。電磁輻射的波長(zhǎng)愈短，頻率愈高，其輻射的量子能量就愈大。

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(zhì)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(zhì)子等。不足以導(dǎo)致組織電離的電磁輻射稱為非電離輻射，包括極低頻（ELF，3 Hz～3 kHz）、甚低頻（VLF，3 kHz～30 kHz）、高頻（HF，

30 kHz～100 kHz）、射頻（RF，100 kHz～300 GHz）、紅外線、可見光、紫外線及激光等。

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(chǎng)和射頻電磁輻射兩大類。在極低頻電磁場(chǎng)中，以50Hz的工頻電磁場(chǎng)最重要，它主要是由各種電壓等級(jí)的輸電線及各種電器所產(chǎn)生。在射頻電磁輻射中，以廣播、電視和各種高頻設(shè)備所產(chǎn)生的電磁輻射最為常見。

電磁輻射對(duì)人體健康的影響

步入21世紀(jì)以來，越來越多的公眾和科學(xué)家認(rèn)識(shí)到暴露于電磁輻射中給人類健康帶來的風(fēng)險(xiǎn)。射頻輻射，尤其是微波輻射（300 MHz～300 GHz）是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(dòng)電話、電腦、烤箱等日常電器均可產(chǎn)生。微波輻射造成的潛在影響包括引發(fā)惡性腫瘤（尤其是白血病和腦腫瘤）以及心血管和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。隨著人們對(duì)微波輻射損傷的關(guān)注，皮膚輻射損傷逐漸成為研究方向之一。但到目前為止，皮膚輻射損傷，尤其是微波輻射對(duì)生物體皮膚損傷相關(guān)數(shù)據(jù)是相對(duì)稀缺的。

微波輻射對(duì)皮膚損傷研究進(jìn)展

微波輻射對(duì)皮膚損傷有兩種不同機(jī)制。一種是致熱效應(yīng)，即一定頻率和功率的電磁輻射射在生物體上時(shí)，引起體溫上升。當(dāng)溫度超過皮膚的調(diào)溫能力、受照射皮膚內(nèi)吸收的能量遠(yuǎn)大生物體的新陳代謝能力時(shí)，會(huì)使皮膚的傳熱能力產(chǎn)生混亂，最后導(dǎo)致皮膚輻射部位溫度升高，失水干燥，失去光澤。同時(shí)，為保持恒定體溫，該部位毛細(xì)血管暫時(shí)性擴(kuò)張充血，造成局部紅斑現(xiàn)象。另一種是非致熱效應(yīng)，即各種頻率電磁場(chǎng)所產(chǎn)生的生物效應(yīng)，該機(jī)制下電磁能量密度不是很強(qiáng)、在人體內(nèi)產(chǎn)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(dǎo)致氧化應(yīng)激性增強(qiáng)，亦影響許多細(xì)胞因子、活性蛋白的表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)各種生理變化。常用的手機(jī)、電腦等電器正常工作時(shí)，致局部組織溫度升高很低（可忽略）不會(huì)產(chǎn)生明顯的熱效應(yīng)，已有的研究也顯示電器輻射影響生物體機(jī)能的主要是非熱效應(yīng)。

研究表明，在2.45GHz無線設(shè)備輻射下（無線局域網(wǎng)絡(luò)），雄性Wistar大白鼠皮膚氧化應(yīng)激性增強(qiáng)，MDA含量顯著增加，而在皮膚組織中SOD和GSH-Px的活動(dòng)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(zhì)形成細(xì)胞置于900MHz手機(jī)常用輻射下2h和18h，對(duì)皮膚細(xì)胞中的600個(gè)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄水平的分析，發(fā)現(xiàn)包括神經(jīng)調(diào)節(jié)肽B、胎盤生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)錄因子AP-1在內(nèi)的20個(gè)基因成顯著上調(diào)，包括β防御素2在內(nèi)的10個(gè)基因表達(dá)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(diào)節(jié)機(jī)體的免疫炎癥反應(yīng)，參與皮膚創(chuàng)傷修復(fù)等生理功能，其表達(dá)失調(diào)或引起皮膚痤瘡。Ennamany研究結(jié)果，提示微波輻射或可造成皮膚微生態(tài)失衡，引發(fā)痤瘡。Garaj用7.7GHz、300W/m2的連續(xù)波輻射體外培養(yǎng)的V79中國倉鼠成纖維細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)微波輻射可抑制H3-胸腺嘧啶的摻入，從而阻止細(xì)胞進(jìn)入DNA合成的S期，使細(xì)胞產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷。

微波輻射防護(hù)措施

人們?cè)谡J(rèn)識(shí)微波傷害，研究微波輻射對(duì)人體傷害過程中，也在積極思考微波輻射的防護(hù)。早在20世紀(jì)50年代以前蘇聯(lián)和美國為代表的許多國家就開展了含微波在內(nèi)的電磁輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的研究，研究對(duì)象主要為電磁輻射環(huán)境中作業(yè)者的防護(hù)問題。隨著時(shí)代的發(fā)展和電子產(chǎn)品的應(yīng)用，普通人群接觸微波輻射的機(jī)會(huì)也越來越多，微波輻射的防護(hù)越來越受到人們的重視，防護(hù)措施也在不斷進(jìn)步。

目前，防護(hù)微波輻射損傷的途徑可歸結(jié)為兩大類。

第一種途徑是消除或減弱人體所在位置的磁場(chǎng)強(qiáng)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(guī)定的空間，阻止向被保護(hù)區(qū)域擴(kuò)散的技術(shù)措施。電磁屏蔽裝置由銅、鋁或鋼（鐵）制成。導(dǎo)體表面的場(chǎng)強(qiáng)最大，越深入內(nèi)部，場(chǎng)強(qiáng)越小。這種現(xiàn)象就是電磁輻射的集膚效應(yīng)。電磁屏蔽就是利用這一效應(yīng)進(jìn)行工作的?，F(xiàn)有的防護(hù)措施，如電腦保護(hù)屏、電磁防護(hù)服、手機(jī)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(huán)境的電磁輻射強(qiáng)度，不能減弱電磁輻射對(duì)人體的長(zhǎng)期累積效應(yīng)。

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(qiáng)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(duì)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(dá)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。endprint

應(yīng)用吸收材料的防護(hù)措施，一般多用在微波設(shè)備的調(diào)試上。調(diào)試微波設(shè)備時(shí)，要求在場(chǎng)源附近就能把輻射能量大幅度地衰減下來，以防止對(duì)較大范圍的空間產(chǎn)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(hù)板、防護(hù)屏風(fēng)，防止微波輻射的定向傳播。同時(shí)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(fā)出來。

第二種途徑是藥物途徑，即使用藥物如輻射防護(hù)劑來減輕微波輻射對(duì)人體的危害?？馆椛渌幬?，其研究在20世紀(jì)60年代后期達(dá)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(jìn)行了相應(yīng)的基礎(chǔ)整理和研究。但由于高效、低毒、可供臨床應(yīng)用的輻射防護(hù)劑較難發(fā)現(xiàn)，從而人們對(duì)輻射防護(hù)劑的期望逐漸淡薄起來。20世紀(jì)70年代明顯下降。近年來隨著腫瘤放療的進(jìn)展及核工業(yè)的迅速發(fā)展，國內(nèi)外對(duì)輻射防護(hù)劑的研究熱情重新高漲。我國科學(xué)工作者從1958年以來開展了相當(dāng)規(guī)模的輻射防護(hù)劑的研究。據(jù)粗略估計(jì)，50年來共篩選了約7000多種新合成的化合物、成藥和中草藥。其中經(jīng)過大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的藥物約有100多個(gè)，有10多個(gè)藥物已經(jīng)過人體試驗(yàn)。研究水平可與國際上相比擬，在某些方面顯示出我國的特色。

天然藥物防護(hù)輻射途徑與研究現(xiàn)狀

防護(hù)輻射損傷作用是指在生物體輻射作用前或作用后應(yīng)用能減輕輻射損傷程度。天然藥物防護(hù)輻射作用的研究始于20世紀(jì)60年代，90年代中后期對(duì)其防護(hù)輻射作用的機(jī)制與藥理實(shí)驗(yàn)研究逐步深入。由于天然藥物含有多種成分，所以其防護(hù)輻射作用是多方面的，其作用機(jī)制主要包括對(duì)DNA、免疫系統(tǒng)、造血系統(tǒng)的保護(hù)作用及抗自由基作用，能夠降低輻射對(duì)DNA的損傷、促進(jìn)外周血象恢復(fù)、促進(jìn)造血系統(tǒng)功能、抑制出血傾、提高巨噬細(xì)胞吞噬率、吞噬指數(shù)和細(xì)胞面積、促進(jìn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化和IL-2的分泌、抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)等。天然藥物還具有來源廣、毒性小、價(jià)格低等特點(diǎn)，因此天然藥物抗輻射活性成分的研究已成為熱點(diǎn)。

Srinivasan M等在研究中發(fā)現(xiàn)番茄紅素對(duì)輻射誘導(dǎo)體外原代培養(yǎng)的小鼠肝細(xì)胞的脂質(zhì)過氧化作用及抗氧化作用具有良好的抑制作用。HanSK等發(fā)現(xiàn)人參提取物可誘導(dǎo)正常小鼠脾細(xì)胞Th1和Th2細(xì)胞因子mRNA的表達(dá)，也可促進(jìn)輻射損傷脾細(xì)胞IFN-γ和Thl細(xì)胞因子mRNA的表達(dá)，從而恢復(fù)T細(xì)胞免疫功能。Kalpana KB等在研究中發(fā)現(xiàn)橘皮苷對(duì)輻射誘導(dǎo)的體外培養(yǎng)的人外周血淋巴細(xì)胞的損害具有積極的保護(hù)作用，證實(shí)了其對(duì)人體淋巴細(xì)胞有明顯的輻射防護(hù)作用。

皮膚微波輻射防護(hù)護(hù)膚品現(xiàn)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(hù)皮膚類化妝品逐漸受到各方關(guān)注。產(chǎn)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(zhì)是電磁波，很難憑借物理隔離全部阻擋。②強(qiáng)調(diào)對(duì)紫外輻射防護(hù)，射頻輻射、極低頻輻射等電器輻射關(guān)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(shí)不在，同樣需要進(jìn)行防護(hù)，亦不能與將其紫外防護(hù)混為一談。③忽視恢復(fù)皮膚自身防御。皮膚自身存在防御機(jī)制（角質(zhì)屏障、防御因子等），正常條件下能夠抵御外界侵害。現(xiàn)有產(chǎn)品忽視皮膚正常防御功能的恢復(fù)，僅靠外源功效成分防御外邪，事倍功半。因此，市場(chǎng)對(duì)既能減輕輻射損傷、又能恢復(fù)皮膚正常防御的電器輻射防護(hù)產(chǎn)品的需求是十分迫切的。

展望

隨著電器與移動(dòng)通信設(shè)備的普及，電磁輻射是危及健康的第四大公害，防護(hù)皮膚輻射損傷迫在眉睫，市場(chǎng)潛力巨大。針對(duì)現(xiàn)有防輻射產(chǎn)品片面強(qiáng)調(diào)防護(hù)紫外線、忽視日常生活當(dāng)中的電器輻射的現(xiàn)狀研發(fā)產(chǎn)品，能夠豐富防輻射產(chǎn)品體系。對(duì)已報(bào)道的中藥防輻射藥材，從提高輻射損傷皮膚β-防御素2水平、清熱、滋陰途徑入手，合理組方，能夠達(dá)到對(duì)電磁輻射的全面防護(hù)。賦予防輻射原料全新的意義，將防輻射與抗氧化、防曬區(qū)分開來，有利于打造防輻射化妝品特異性，提高消費(fèi)者辨識(shí)度。endprint