中等強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)恒磁場(chǎng)亞慢性連續(xù)照射對(duì)大鼠血液、肝臟、心臟和大腦的影響.pdf

1、生物體與磁場(chǎng)之間存在著密切的聯(lián)系。地球是個(gè)巨大的磁場(chǎng)，生物體持續(xù)暴露于強(qiáng)度為20-70μT的地球表面磁場(chǎng)強(qiáng)度，并且一些物種可以利用地球磁場(chǎng)辨別方向和遷徙。隨著科學(xué)技術(shù)和電力設(shè)備以及醫(yī)療儀器的發(fā)展，生物體和磁場(chǎng)之間的聯(lián)系越來(lái)越密切。在醫(yī)療領(lǐng)域，磁場(chǎng)有許多應(yīng)用，磁場(chǎng)已用于臨床多種疾病的治療，比如止痛、鎮(zhèn)痛、消炎、消腫、促進(jìn)骨折愈合、抗骨質(zhì)疏松等，以及近年來(lái)發(fā)現(xiàn)納米磁微粒在磁場(chǎng)作用下還可以用于腫瘤靶向化療。
　　磁場(chǎng)在醫(yī)療領(lǐng)域眾多的作用

2、當(dāng)中，應(yīng)用最廣泛的是它的鎮(zhèn)痛作用。醫(yī)療的目的是恢復(fù)功能和解除疼痛。而后者尤為重要，因?yàn)楣δ艿膯适Ф嗍切杷苏樟?，而疼痛的折磨往往使人“痛不欲生”。臨床上大量的疼痛醫(yī)生尚無(wú)法解決，有時(shí)還增加了醫(yī)源性疼痛。脊髓損傷后的病理性疼痛是最為棘手的疼痛之一。藥物鎮(zhèn)痛常因其并發(fā)癥、耐受、成癮和有效性差而停止。即使使用了大量的鎮(zhèn)痛藥，每日仍有數(shù)次發(fā)作，發(fā)作時(shí)往往大汗淋漓，端坐呼吸，常有自殺傾向。解決此類疼痛是臨床醫(yī)生多年來(lái)孜孜以求的目標(biāo)，但至今仍無(wú)滿意

3、的辦法。疼痛的本質(zhì)是異位神經(jīng)電興奮的傳入。神經(jīng)興奮的原理是以鈉離子為主的陽(yáng)離子通過(guò)離子通道內(nèi)流產(chǎn)生的，導(dǎo)致細(xì)胞膜或神經(jīng)軸突去極化，并傳向中樞神經(jīng)。形式上是電荷沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)，實(shí)際上與電流沿著導(dǎo)線的傳導(dǎo)是十分相似的。
　　在物理學(xué)上，已知導(dǎo)線切割磁感線的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向遵守楞次定律。那么神經(jīng)纖維既然也是導(dǎo)體，應(yīng)該也遵守楞次定律，于是我們大膽地假設(shè):當(dāng)神經(jīng)纖維切割磁感線時(shí)，如果產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)的方向與神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)

4、的方向相反，當(dāng)感生電動(dòng)勢(shì)足夠大時(shí)，可能阻斷神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)。我們的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有即時(shí)提高大鼠痛閾的作用。但是正式展開(kāi)大樣本人體實(shí)驗(yàn)前，必須了解其安全性。盡管在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)明顯的功能障礙和生理指標(biāo)異常，但在細(xì)胞水平、蛋白質(zhì)和基因水平有無(wú)潛在的危害是亟待澄清的問(wèn)題。如果切割磁力線能夠長(zhǎng)時(shí)間地阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)，遠(yuǎn)期又沒(méi)有損害的話，有可能會(huì)在無(wú)創(chuàng)鎮(zhèn)痛和阻滯麻醉方面開(kāi)辟一個(gè)全新的領(lǐng)域。
　　磁場(chǎng)對(duì)生物體也會(huì)產(chǎn)生諸多不良效應(yīng)。對(duì)于電

5、磁場(chǎng)暴露的安全性問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外有大量的研究報(bào)道。對(duì)于信號(hào)傳導(dǎo)和遺傳方面的影響，主要集中于以下方面的研究:首先:電磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的影響:一般認(rèn)為，磁場(chǎng)可能會(huì)作為一種信號(hào)分子作用于細(xì)胞膜，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，激活一系列的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致相應(yīng)的基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平以及蛋白質(zhì)活性等方面發(fā)生改變，從而產(chǎn)生細(xì)胞增殖、分化和凋亡等生物學(xué)反應(yīng)。其次:電磁場(chǎng)對(duì)DNA和基因的影響:電磁場(chǎng)對(duì)DNA分子的影響是人們最為關(guān)心的問(wèn)題，這方面的研究由于不同實(shí)驗(yàn)室采用的暴露

6、條件、輻照模式、細(xì)胞類型以及考察的生物學(xué)終點(diǎn)不同，研究結(jié)果很不一致。最后:電磁場(chǎng)暴露對(duì)細(xì)胞增殖的影響:細(xì)胞增殖異常是癌癥發(fā)生過(guò)程中的一個(gè)重要事件，這個(gè)復(fù)雜的過(guò)程受許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的調(diào)節(jié)。也因?yàn)槊總€(gè)實(shí)驗(yàn)的磁場(chǎng)類型、磁場(chǎng)強(qiáng)度、作用時(shí)間、磁場(chǎng)頻率、動(dòng)物種類、細(xì)胞類型、實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)以及檢測(cè)方法等不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也各不相同，陰性和陽(yáng)性結(jié)果都有報(bào)道。
　　國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)電磁場(chǎng)對(duì)生物體的影響做了大量的研究工作，由于不同實(shí)驗(yàn)室所采用的暴露條件不同、輻照

7、模式不同、細(xì)胞類型不同、考察的生物學(xué)終點(diǎn)不同，所得的結(jié)果爭(zhēng)議很大，目前仍無(wú)定論。并且研究的大部分都是交變電流或射頻輻射，而本次實(shí)驗(yàn)所使用的是磁場(chǎng)方向不變的旋轉(zhuǎn)恒磁場(chǎng)。因本課題組在前期磁場(chǎng)鎮(zhèn)痛作用的探討中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)恒磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)頻率為6000rpm的時(shí)候，對(duì)大鼠產(chǎn)生即時(shí)鎮(zhèn)痛效果，為了探討旋轉(zhuǎn)恒磁場(chǎng)的遠(yuǎn)期毒性作用，于是我們進(jìn)行了本次實(shí)驗(yàn)研究。
　　目的：
　　全面系統(tǒng)地探討中等強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)恒磁場(chǎng)亞慢性連續(xù)暴露對(duì)大鼠血液系統(tǒng)、大腦組織、心臟

8、組織和肝臟組織的影響。
　　方法：
　　將44只健康成年雄性Wistar大鼠(購(gòu)于南方醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，體重(220～250)g)隨機(jī)分成四組:(1)空白對(duì)照組(n=10):在正常環(huán)境中飼養(yǎng)，不進(jìn)行任何處理;(2)不旋轉(zhuǎn)組(n=10):分別將每只大鼠放置在一個(gè)長(zhǎng)寬高分別為25cm、10cm、12cm的均勻分布著孔洞的塑料筐里，塑料筐上蓋有玻璃板，防止大鼠跳出，然后將大鼠放于磁場(chǎng)上方，磁場(chǎng)不旋轉(zhuǎn)，3h每天，連續(xù)30天;

9、r>　　(3)低頻旋轉(zhuǎn)組(n=12):分別將每只大鼠放置在一個(gè)長(zhǎng)寬高分別為25cm、10cm、12cm的均勻分布著孔洞的塑料筐里，塑料筐上蓋有玻璃板，防止大鼠跳出，然后將大鼠放于磁場(chǎng)上方，磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)頻率為3000rpm，3h每天，連續(xù)30天;(4)高頻旋轉(zhuǎn)組(n=12):分別將每只大鼠放置在一個(gè)長(zhǎng)寬高分別為25cm、10cm、12cm的均勻分布著孔洞的塑料筐里，塑料筐上蓋有玻璃板，防止大鼠跳出，然后將大鼠放于磁場(chǎng)上方，磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)頻率為6

10、000rpm，3h每天，連續(xù)30天。各實(shí)驗(yàn)組大鼠實(shí)驗(yàn)期間整只大鼠都暴露于磁場(chǎng)當(dāng)中。所有動(dòng)物均采用單籠飼養(yǎng)，室溫維持在20℃～25℃，自然照明，自由飲水和攝食。實(shí)驗(yàn)期間大鼠暴露的環(huán)境溫度控制在（23±2）℃范圍內(nèi)，環(huán)境濕度控制在（55±10）％，為避免日周期節(jié)律對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，實(shí)驗(yàn)時(shí)間均于上午8時(shí)到11時(shí)完成。
　　檢測(cè)指標(biāo)：
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，隨機(jī)抽取每組中的一半大鼠眼眶采血行血常規(guī)、心肌酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、血漿總抗

11、氧化能力檢測(cè)。將每組大鼠隨機(jī)平均分成兩小組，選取其中一個(gè)小組過(guò)量戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉處死大鼠，取出肝臟、心臟和大腦組織放入-80℃液氮中冷凍，進(jìn)行MDA（丙二醛）、GSH(谷胱甘肽)、NO（一氧化氮）、MPO（髓過(guò)氧化物酶）檢測(cè)。另一小組大鼠過(guò)量戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉處死大鼠，取出肝臟、心臟和大腦組織，進(jìn)行HE和免疫熒光染色。每組大鼠中隨機(jī)選2只大鼠進(jìn)行大腦、心臟、肝臟HE染色，每個(gè)部位從連續(xù)切片中隨機(jī)選取1張切片行HE染色，用于觀察

12、是否有變性、壞死、出血、異型性變等。從大腦組織連續(xù)性切片中選擇第10及20張切片進(jìn)行髓鞘免疫熒光染色，拍照并測(cè)量熒光密度值，熒光密度測(cè)定選擇在200倍視野下測(cè)定;從大腦連續(xù)性切片中選擇第11及21張切片進(jìn)行神經(jīng)元免疫熒光染色，拍照并測(cè)量熒光密度值，熒光密度測(cè)定選擇在200倍視野下測(cè)定。
　　統(tǒng)計(jì)方法：
　　SPSS19.0((SPSS Inc.，Chicago，IL，USA))軟件包用于本實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析。除了組織病理學(xué)結(jié)果，

13、其他數(shù)據(jù)均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示，在不同的組別間的各項(xiàng)指標(biāo)之間當(dāng)方差齊的時(shí)候用one-way ANOVA and post hoc LSD檢驗(yàn);方差不齊的時(shí)候用Welch近似方差分析和Dunnett T3檢驗(yàn)。當(dāng)P＜0.05時(shí)，則表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)果：
　　各組大鼠血常規(guī)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);各組大鼠血漿谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;各組大鼠血漿中T-A

14、OC在低頻旋轉(zhuǎn)組與其他三組之間的比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，低頻旋轉(zhuǎn)組的T-AOC明顯低于其他各組，而其余各組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);各組大鼠血漿中的CK和CK-MB在高頻旋轉(zhuǎn)組與空白對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，高頻旋轉(zhuǎn)組血漿中的CK和CK-MB高于其他各組;各組大鼠血漿中LDH差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05);各組大鼠血漿中HBDH差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)，除了不旋轉(zhuǎn)組和低頻旋轉(zhuǎn)組比

15、較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義之外(P＞0.05)，其余各組之間的比較差異都有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，各實(shí)驗(yàn)組的HBDH（α—羥基丁酸脫氫酶）明顯高于對(duì)照組;各組大鼠大腦組織、心臟組織中的MDA、GSH、NO、MPO差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，肝臟組織中MDA、NO、MPO差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，不旋轉(zhuǎn)組的GSH高于其他各組，與其他各組相比差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);各組大鼠大腦組織免疫熒光密度值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0

16、.05);組織病理結(jié)果顯示:旋轉(zhuǎn)恒磁場(chǎng)對(duì)各組大鼠大腦組織、肝臟組織沒(méi)有損傷作用，對(duì)心肌有損傷作用，并且損害作用隨著恒磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)頻率的增高而增加。
　　結(jié)論：
　　(1)中等強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)恒磁場(chǎng)亞慢性連續(xù)照射對(duì)大鼠血常規(guī)沒(méi)有明顯影響;
　　(2)中等強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)恒磁場(chǎng)亞慢性連續(xù)照射對(duì)大鼠大腦組織沒(méi)有明顯毒性作用;
　　(3)中等強(qiáng)度旋轉(zhuǎn)恒磁場(chǎng)亞慢性連續(xù)照射對(duì)大鼠肝臟組織沒(méi)有明顯毒性作用，在不旋轉(zhuǎn)組恒磁場(chǎng)有助于促進(jìn)肝臟組織谷胱甘