微波辐照对小老鼠的生物效应

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

微波辐照对小老鼠的生物效应

随着微波技术在广播、电视、通讯、科技和国防领域中应用的日益广泛，信息传输、无线电工具已成为人类文明生活不可缺少的伴侣，从而也使整个生物界沉浸在人为环境电磁辐射之中，因此，微波辐射对受照者及其后代作用的不良后果引起公众深切的关注，有关微波生物学效应研究的文献为数甚多。这些研究所得的结果分歧很大[1]，其焦点在于低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而，尽管学者们观点各异，但有一点还是较为一致的，即中枢神经对微波辐射最为敏感。

我们先前在有关微波对脑超微结构和代谢影响的研究中发现，线粒体对微波辐

[2]射的敏感性比其它细胞器高；用显微分光光度术定量分析酶活性变化对观察微

波作用具有很高的灵敏度与稳定性。为此，本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标，用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

整个实验研究分三个部分：Ⅰ. 低强度脉冲微波辐照对小鼠下丘脑SDH和MAO活性的影响；Ⅱ. 不同强度和波型的微波辐射对小鼠脑SDH和MAO活性的影响；Ⅲ. 微波辐照胚胎期小鼠及出生后的幼鼠对其脑活性物质含量的影响。

Ⅰ. 低强度脉冲微波辐照对小鼠下丘脑SDH和MAO活性的影响

1、材料与方法

1.1 实验动物及分组

选用出生15天及45天C57BL纯系健康小鼠各30只，分别进行两组实验。两实

验组均根据随机区组法，动物按同窝、同性别、同体重为一组分成10个区组。每个区组分为三个处理组，即5mW/cm2、1mW/cm2辐照组和对照组。

1.2 辐照条件

微波辐照装置为920炮瞄雷达，载波频率3GHz，脉冲频率937Hz，脉冲宽度1.2μs。使用探头为各向同性的Narda 8623型场强仪测定辐照强度。受辐照动物相互保持一定间隔，分别安放在平均功率密度为5mW/cm2和1mW/cm2(峰值为

4.46～0.89W/cm2)的位置，使其身长在电场极化方向接受辐照。根据Durney射频辐照剂量手册[3]，算得动物在高、低两种强度辐照下平均单位体重所吸收的功率，即比吸收率(Specific Absorption Rate, SAR)相应为6mW/g及1.2mW/g左右。所有实验动物在受辐照时均置于微波无反射室中的多孔有机玻璃笼内。辐照室温度控制在21±2℃，对照组动物除了未接受辐照外，其余条件同辐照组。所有动物接受三小时急性辐照或假辐照。

1.3 组织标本制作

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

(1)在冷室(4℃)中断头处死小鼠，取出全脑，以正中矢状切面，用半导体致冷冰冻切片机制成厚10μm的冰冻切片。

(2)以Nachlas法及Glenner法分别显示SDH及MAO的染色。用煮沸后的冰冻切片作为SDH及MAO酶组织化学染色对照片。对照片无显色反应物生成。

1.4 使用OPTON MPMO1K型显微分光光度计透射光光度测定，进行酶定量检验

(1)经400～700nm可见光连续干涉滤片单色器，通过透射光分别测出该两种酶染色样本的吸收光谱曲线。从曲线中查得SDH及MAO的最大吸收峰为540nm，1/2最大吸收峰分别为470或630nm。

(2)使用显微分光光度计在下丘脑部位分别测定10个视野，每个视野的半径为40μm。根据双波法，测定1/2最大吸收峰波长的样本周围空白区的透光强度(I01)1/2最大吸收峰波长的样本组织透光强度(I1)、最大吸收峰空白区透光强度

(I02)及最大吸收峰样本透光强度(I2)。按以下公式编制程序，使用电子计算机算

出两种酶染色区域的相对质量(RM)，并算得各组均值，以进行组间酶活性变化的定量分析比较。

L1 L12

RM＝2log────·B·───────

T1－T2 L1－T1＋T2

I1 I2

T1＝──，T2＝──

I01 I02

B＝样本组织测定面积(μm2)

2、结果

2.1 不同强度微波辐照对出生15天及45天小鼠下丘脑SDH相对质量影响的比较

5mW/cm2和1mW/cm2强度微波辐照组的两种年龄小鼠下丘脑SDH相对质量与对照组相比都有明显下降(表1)。经方差分析(F分别为418.20和35.17)和Q检验表

2明，5mW/cm强度的微波辐照使下丘脑SDH相对质量的下降比1mW/cm2强度明显。

2.2 不同强度微波辐照对出生15天及45天小鼠下丘脑MAO相对质量的比较

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

由表2可知，微波辐射引起不同年龄小鼠下丘脑MAO相对质量下降。经方差分析(F分别为558.40和24.80)和Q检验表明，实验小鼠经5mW/cm2强度微波辐照后，其下丘脑MAO相对质量的降低比1mW/cm2强度显著。

表1 不同强度微波辐照对小鼠下丘脑SDH相对质量的影响

组 别 动物 SDH相对质量(X±SE)

辐照强度 只数 出生15天 出生45天

5mW/cm2 10 8172.82±665.29** 10805.29±349.94**

1mW/cm2 10 11234.44±645.49** 13430.00±305.58**

O(对照) 10 14966.88±1036.40 17881.56±935.84

** 与对照组相比，P<0.01

表2 不同强度微波辐照对小鼠下丘脑MAO相对质量的影响

** 与对照组相比，P<0.01

2.3 上述酶组织化学定量分析还表明，在对照组中，出生45天小鼠下丘脑SDH相对质量比出生15天高(经t检验，P值均小于0.05)，而MAO相对质量在两个年龄组间未见显著性差异(P>0.05)；在5mW/cm2强度辐照的两个年龄组中，出生15天幼鼠下丘脑SDH相对质量比出生45天的下降明显(P<0.05)。在微波辐照引起酶相对质量下降的其它实验中，未见两个年龄组间在统计学上的差异(表3)。 表3 微波辐照对不同年龄小鼠下丘脑酶活性下降的百分比(%)

酶 别 5mW/cm2辐照组 1mW/cm2辐照组

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

15天 45天 P 15天 45天 P

SDH 45.53 38.39 <0.05 23.61 23.51 >0.05

MAO 63.63 64.38 >0.05 32.15 33.67 >0.05

注：以对照组为100%，各数示所下降的百分比

3、讨论

3.1微波辐照影响下丘脑生物氧化和代谢

SDH是一种不需氧脱氢酶，由FAD、铁硫中心和脂类等成份组成。SDH系又称为线粒体中的复合物Ⅱ。在糖有氧氧化的三羧酸循环中，琥珀酸所脱下的氢通过复合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ传递，氧化生成水，同时偶联磷酸化生成两分子ATP。SDH存在于线粒体内膜，是线粒体的标志酶。因此，SDH的活性反映了机体内物质氧化和供能代谢状态及线粒体的功能。

从本实验不同年龄对照组动物下丘脑SDH相对质量测定的结果看出，出生45天的幼鼠比出生15天的SDH活性高，与以往关于动物SDH活性随着个体发育过程逐渐增高的报道相符。关于微波辐照动物后对脑SDH活性的影响，Baranski曾有过报道[4]：鼠受25mW/cm2及3.5mW/cm2脉冲微波辐照后，间脑SDH相对比活性分别为23.8±0.96及24.2±3.2，对照组为29.5±3.1，表示出微波辐照引起SDH活性下降，高强度微波辐照组的SDH活性比低强度辐照组低。本实验SDH活

2性的变化规律是与其一致的，并表明在1mW/cm微波辐照强度下也可引起出生15

天及45天小鼠下丘脑的SDH活性下降。

细胞中80%以上ATP是在线粒体中合成的。当线粒体中氧化和能量转换酶活性下降时，必然导致ATP含量下降。Sanders等进行了微波辐照对大鼠脑能量代谢影响的研究[5, 6]，相继以5mW/cm2、13.8mW/cm2的591MHz及SAR为0.25～4mW/g的700MHz连续波短时间辐照下降。他们认为，这是由于微波辐照抑制了细胞线粒体的电子转移链功能造成的。在线粒体的呼吸系统中，转移电子数达到107～108/M·Sec，表明在生物体内电子非常容易移动。Blumenfeld进行了半定量分析，表明生物体电子传递，例如细胞色素铁离子间的电子传递，可用隧道效应来解释。对于由中等或较重质量原子构成的分子，其转动频率处于微波范围。是否可以这样认为，当一定能量的微波辐照机体时，在分子水平上，由于它干扰了形成氢键的配位形式，抑制了呼吸链中产生隧道效应的电子转移，从而降低了SDH的活性。此外，SDH活性的下降，也可能反映了整个三羧酸循环酶系活性的下降，从而影响下丘脑的代谢和生物氧化。

3.2 微波辐照影响小鼠下丘脑儿茶酚胺、5-羟色胺代谢

MAO作为线粒体的标志酶，存在于线粒体外膜，是儿茶酚胺与5-羟色胺分解代谢过程中的主要降解酶。本实验中，5mW/cm2和1mW/cm2强度微波辐照均引起小

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

鼠下丘脑MAO含量下降，提示一定强度的微波辐照可减弱儿茶酚胺和5-羟色胺的分解。

Merritt曾报道，大鼠接受80mW/cm2 1.6GHz微波辐照后，下丘脑去甲肾上腺素、多巴胺含量减少；5-羟色胺略有下降，但与对照组无统计学差异。当然，该实验所用的辐照强度很大。ΓΡΝΗｂ所进行的有关实验表明，在0.5mW/cm2微波辐照10天后，大鼠脑组织肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺含量下降。这些现象，有可能是由于微波辐照减少儿茶酚胺、5-羟色胺的合成或加快它们的分解所引起的。然而，本实验结果并未发现有加速下丘脑儿茶酚胺和5-羟色胺分解的迹象，相反地，却表现为儿茶酚胺与5-羟色胺的主要降解酶─MAO是降低的，即抑制其分解。

Stith和Erwin用15mW/cm强度的1.2GHz连续波辐照大鼠，发现其下丘脑中儿茶酚胺合成限速酶─酪氨酸羟化酶含量下降到48%和50%；在5和15mW/cm2脉冲波辐照下，则分别下降到21%和30%[7]。其它的实验还表明，微波辐照使动物尿中的儿茶酚胺、5-羟色胺代谢产物香草基扁桃酸含量下降，与本实验结果相一致。根据国内外有关报道及本文来看，微波辐照似乎可降低儿茶酚胺和5-羟色胺合成及分解代谢水平。其中，对合成的抑制作用比对分解的抑制作用强。其确切机理需通过继续实验来证实。

从目前的神经生化知识可知，各种因素可经多种途径影响介质的合成、储存、重摄影与受体作用、失活等过程。微波辐照对神经介质代谢的上述各个环节究竟有何影响。尚有待于进一步研究。

3.3 微波辐照具有中枢神经系统的非热效应

微波辐照引起下丘脑能量及介质代谢的改变，是否由于微波的产热作用所致？Sanders等用2.5mW/g(经计算，辐照强度约为3.3mW/cm2)591MHz连续波辐照脑温为39±0.1℃的大鼠，其脑内ATP和磷酸肌酸含量比同温非辐照组有明显下降。

2他们又用13.8mW/cm的强度辐照脑温为35.6±0.06℃和39±0.03℃的大鼠0.5、

1、3和5分钟。温度为39℃的脑组织，ATP和磷酸肌酸下降率并不比温度为35.6℃的脑组织快，有的甚至还下降得更慢些。作者认为，这种ATP和磷酸肌酸含量的下降不是组织的热反应，而是微波对脑能量代谢的直接作用。但是，微波的内生热作用是不能完全由外界加热来仿效的。因此，这类对比实验对待“唯热作用”论者没有很强的说服力。要证明微波的非致热作用，还需通过降低辐照强度来进一步观察。本实验表明，以1mW/cm2(SAR为1.2mW/g)脉冲微波一次辐照动物时，已引起下丘脑组织若干酶活性的下降。

Ward等研究了2450MHz微波辐照对大鼠不同脑区域温度的变化，用10、20或30mW/cm2强度，使身体长轴处电场极化方向作微波辐照30分钟后，均未见局灶性的热点[8]。在Brainard等的有关研究中，当5mW/cm2 2800MHz微波辐照时，大鼠下丘脑的温度仅升高0.25℃，比一般正常活动时的温升还要低[9]。虽然本实验所用动物和辐照频率与以上不一，但是在1mW/cm2强度下所观察到的下丘脑SDH、MAO和G-6-Pase活性的改变是很难用致热效应来解释的。为了进一步微波的非致热效应，我们进行了更低辐照强度的实验研究。 2

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

Ⅱ. 不同强度和波型的微波辐射对小鼠脑SDH和MAO活性的影响

1、材料与方法

1.1 实验动物及分组

选用C57BL健康成年鼠70只，体重24～27g。随机分为七组，每组10只。其中一组为对照组即假辐射组；四组为脉冲波(PW)辐射组，其辐射强度分别为5、1、0.5及0.1mW/cm2；两组为连续波(CW)辐射组，其强度为5及1mW/cm2。

1.2 辐射条件

微波辐射分PW和CW两种。PW辐射源为炮瞄雷达，载波频率3GHz，脉冲频率937Hz，脉冲宽度1.2μS；CW辐射源为微波理疗机，频率与以上载波频率接近，为

2.45GHz。动物的辐射功率密度用Narda各向同性的场强仪测定。动物相互保持一定间隔，以身长平行于电场的极化方向进行辐射。所有实验动物在受辐射时均置于有机玻璃笼内，放在微波无反射室中。辐射室温度在21±2℃。所有动物受一次三小时的微波辐射或假辐射(对照组)。

1.3 标本制作及SDH、MAO测定方法同实验Ⅰ

2、实验结果

2.1 脉冲微波辐射引起SDH相对质量的改变

小鼠经PW三小时一次辐射后，在下丘脑和海马部位均引起SDH相对质量的改变。五组动物的实验结果经方差分析，在以上两个观察部位F值分别为14.08及16.02，P值均小于0.01。除0.1mW/cm2外，其他组与对照组相比，都有统计学差异，见表4。

表4 不同强度PW对SDH相对质量的影响(X±SE)

组 别 动物 观察部位

辐射强度 只数 下丘脑 海马

5mW/cm2 10 688.87±33.13** 705.56±34.34**

1mW/cm2 10 1015.82±65.00** 829.33±63.82**

0.5mW/cm2 10 1017.06±81.67** 812.17±49.35**

0.1mW/cm2 10 1270.42±93.23 1053.97±23.69

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

0 10 1429.34±87.72 1136.91±43.72

**与对照组相比，P<0.01

2.2 脉冲微波辐射引起MAO相对质量的改变

MAO相对质量在小鼠经PM辐射三小时后，也出现明显下降。经方差分析，五组动物在下丘脑和海马部位的F值分别为13.35及16.6，P值均小于0.01。各辐射组与对照组相比，除0.1mW/cm2组外，均有统计学意义。MAO相对质量的下降值也以5mW/cm2组为最大(见表5)。

表5 不同强度PW对MAO相对质量的影响(X±SE)

组 别 动物 观察部位

辐射强度 只数 下丘脑 海马

5mW/cm2 10 603.89±49.40** 627.12±33.75**

1mW/cm2 10 860.00±58.81* 943.01±82.84**

0.5mW/cm2 10 729.66±57.72** 905.47±65.53**

0.1mW/cm2 10 1242.97±114.64 1510.06±121.40

0(对照组) 10 1226.49±388.13 1518.36±170.09

*与对照组相比，P<0.05；

**与对照组相比，P<0.01。

2.3 连续微波辐射引起SDH及MAO相对质量的改变

在与以上PW相接近的频率下采用CW辐射，结果见表6。

表6 不同强度CW对SDH及MAO相对质量的影响(X±SE)

组 别 动物 SDH MAO

辐射强度 只数 下丘脑 海马 下丘脑 海马

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

5mW/cm2 10 794.15±51.98** 821.31±33.06** 925.10±64.90* 875.96±78.61*

1mW/cm2 10 1236.18±72.97 1117.21±73.04 1493.78±65.73* 1615.43±139.03

0mW/cm2 10 1429.34±87.72 1136.91±43.72 1226.49±388.13 1518.36±170.09

*与对照组相比，P<0.05； **与对照组相比，P<0.01。

结果经方差分析，在下丘脑和海马SDH的F值分别为20.16及11.26，P值均小于0.01；MAO的F值分别为14.01及13.10，P值均小于0.0。5mW/cm2组SDH及MAO相对质量均有明显下降，而1mW/CM2组SDH相对质量在下丘脑及海马与对照组相比，均无统计学意义，MAO相对质量在以上部位反略有增高，尤以下丘脑为明显(P<0.05)。

3、讨论

3.1 微波辐射对线粒体膜的损害以往曾有报道，Webber以1.7kv/m(相当于脉冲功率密度7.67×107mW/cm2)的脉冲微波辐照神经母细胞瘤培养细胞30秒钟，观察到线粒体和细胞膜的破裂及线粒体嵴消失[10]。ΒｅποκρNHNIIκNN[11]及我们的上述实验都可得出，线粒体对微波辐射较其它细胞器为敏感。

本实验中，除了较低强度的CW辐射组在海马及下丘脑分别出现辐射后MAO相对质量略有增高或增高外，大于500μW/cm2 PW辐射组和5mW/cm2 CW组均下降。提示微波辐射不仅在数十mW/cm2高强度辐射下可干扰脑组织神经介质正常代谢，改变其在脑组织中的含量，而较低强度的微波辐射也可影响神经介质的代谢，与以往的实验结果是一致的。

3.2 关于微波辐射引起中枢神经系统有害作用的阈强度问题，历来有很大的分歧和争论。西方国家以灵敏的动物行为改变为指标，作用阈强度一般在5mW/cm2左右；前苏联学者提出50μW/cm2即可改变动物行为和免疫功能。七十年代苏联文献报道的微波作用阈强度大多在150μW/cm2水平,ποσａHοBａ等报道了与以往不同的实验结果。以10、4及1mW/cm2强度辐射60分钟后，条件反射改变不明显；辐射时间增加到4小时，则可观察到潜伏期延长等变化，建议微波卫生标准采用剂量标准。ＣａBNH等提出了前苏联职业暴露卫生标准的建议。他们从大量实验得出：实验动物的有害作用阈强度为1mW/cm2下120分钟辐射，即2000

22μW·h/cm。安全系数取10，则为每日200μW·h/cm，比原标准放宽2.5倍。美国则以微波在颅内的折射聚焦及人体共振吸收等原理，以人体的吸收比率SAR为0.4mW/g为准，根据不同频段将原容许暴露限值降低了1～10倍。

从本实验结果得出：小鼠经PW辐射三小时，下丘脑及海马部位的线粒体标志酶(SDH及MAO)下降的阈强度在0.1～0.5mW/cm2之间。为了进一步观察其作用阈值，又补充进行了第二个实验，即以0.5、0.3和0mW/cm2的PW辐射观察SDH的变化。

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

结果0.5mW/cm2组SDH的变化。结果0.5mW/cm2组SDH的下降与上述实验结果基本重复；0.3mW/cm2组与对照组无明显差异。以本实验作用阈剂量5000644W/cm2三小时(PW)计，为1500μW·h/cm2从对小鼠接受的2450-3000MHz辐射频率来看，相当于人体共振吸收的频段。0.5及5mW/cm2对体长7cm的小鼠3GHz电场极化方向辐射的相应SAR为0.5及5mW/g左右。

3.3 PW和CW辐射的中枢神经系统效应比较 Baranski曾以组织化学方法观察微波辐射后脑SDH的改变。用3.5mW/cm2 PW对豚鼠一次辐射，观察到SDH下降；在同样条件下CW辐射则未见下降，当用25mW/cm2辐射时观察到SDH的降低。作者认为PW作用大于CW。对于动物行为的研究得出了类似的结论。在微波辐射引起血脑屏障渗透性改变的实验研究中，也有相似的结果。本实验在辐射强度1mW/cm2三小时辐射下，PW引起小鼠SDH和MAO的明显下降；而CW则全不下降。因此，对PW辐射应制订比CW更严格的卫生标准。

Ⅲ. 微波辐照胚胎期小鼠及出生后的小鼠对其脑活性物质含量的影响

1、实验方法

1.1 微波辐射和强度

以频率为3GHz的雷达作为脉冲微波辐射源，脉冲重复频率为937Hz，脉宽1.2μS。辐射时动物身体的长轴平行于磁场方向，即在H极化方向辐射。根据文献报道，用常规的致畸性测试法得出引起小鼠外观畸形增高的最低强度，约为30mW/cm2，本实验采用8mW/cm2强度辐射怀孕小鼠。功率密度用Narda8616型辐射计及8621型各向同性探头测定。用微波剂量手册查得整个孕期辐射的SAR为3.0～3.5mW/g。为减少微波的反射和吸收，每个辐射动物分别置于有孔的有机玻璃盒内，放在设有微波吸收材料的辐射室进行辐射，每天辐射5小时。小鼠经5小时辐射后体温未见升高，体温变动情况与对照组相似。新生幼鼠在以上相似条件下以窝为单位辐射，辐射强度为1mW/cm2(由于辐射时体位不固定，未能估算SAR)，一下午各辐射一次，一天总时间仍为5小时，整个实验期间室温保持在21±2℃的范围内。

1.2 实验动物

以40只体重为23～30g的雌性昆明种小鼠与20只雄鼠交配，每天上午8时作阴道检查，以发现阴栓的次日为怀孕第一天。实验共取用20只怀孕小鼠，于怀孕第一天开始辐射或假辐射。整个孕期不间断地连续辐射，直至分娩。子鼠出生后，由受辐射母鼠出生的子鼠中再分成两半，一半在出生后第3天开始辐射，称为RR组；另一半于第3天起假辐射，称RC组。由假辐射母鼠所生的子鼠则也相应区分以上两组，分别为CR组及CC组。仔鼠连续辐射或假辐射到20天，于22天龄处死。

1.3 脑的儿茶酚胺(CA)测定

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

使用改良的乙醛酸诱发荧光法，将以上制成的脑冰冻切片，经反应液(SPG液)作用并制片后，用以上显微镜的落射光激发荧光，以BP436nm干涉滤片作激发滤片，FT460nm为双色束分离干涉滤片，LP460nm为阻断滤片，呈绿色荧光。故在下丘脑区域测得的相对荧光强度系CA含量，主要是去甲肾上腺素和多巴胺。

1.4 脑SDH和MAO测定方法同实验Ⅰ

从图1和图2看出，下丘脑的CA含量和MAO、SDH的相对质量都以CC组为最高，呈CC>RC>CR>RR的序列。为比较组间统计学的差异，作方差分析及Q值检验，列出P值(表7)。

表7 脑活性物质组化检查结果的组间比较(P值)

比较组别 下丘脑

CA MAO SDH

CC－RR <0.01 <0.01 <0.01

CC－CR <0.01 <0.01 <0.01

CC－RC <0.05 >0.05 <0.01

RR－CR >0.05 <0.05 <0.01

RC－CR <0.01 <0.01 <0.01

RR－RC <0.01 <0.01 <0.01

由以上图表，可得出很有意义的结果：下丘脑SDH，不论是胚胎期即出生前的辐射或出生后的辐射，都导致其活动性的明显下降(P<0.0)；下丘脑CA、MAO在出生后辐射与出生后不辐射的任何两组间(CC-RR, CC-CR, RR-RC, RC-CR)也都有显著差异(P<0.01)，在出生后受同样处理，而胚胎期辐射与不辐射的任何两组之间(CC-RC, RR-CR)则差异较小或无差异。

3、讨论

当怀孕动物暴露于很高强度的微波后，可导致子代明显的外观形态畸形，宫内死亡增多，胎儿发育迟缓等。由于高强度微波辐射必然导致温度的明显增高，因此普遍认为微波的致畸作用实质为热效应[12]。Berman等[13]进行大鼠辐射实验得出，在母鼠直肠温度达40℃及SAR≥6W/kg(功率密度为40mW/cm2)时，虽没有导致外观畸形率增高，但表现为胎鼠体重下降的胚胎毒性作用。他以SAR的大小为序，列出不同作者对怀孕大鼠的辐射实验结果，表明引起死胎和外观畸形增多的SAR最低为11W/kg，甚至高达31W/kg时才出现阳性结果。

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

关于较低强度辐射，即在不引起体温明显增高的条件下，是否存在微波的致畸效应是近年来国际上所重视和存在争议的问题。Albert等[14]报道了

10mW/cm2(SAR为2mW/g)的微波辐射怀孕大鼠，导致小鼠出生后小脑浦肯野细胞的减少。此后有不少学者以子代脑的形态和行为作指标，观察了微波辐射怀孕动物的致畸效应[15]。也有孕鼠辐射导致后代脑AChE活性下降的报道[16]。

如前所述，SDH是线粒体的标志酶，它的活性反映了物质氧化，供能代谢和线粒体的功能，同时又受内外环境各种氧化─还原和能量信号的直接或间接影响。我们曾观察较低强度微波辐射对下丘脑超微结构的改变，结果在神经元未显示粗面内质网等细胞器形态改变前，首先表现线粒体膜的轻度不完整。国外有学者指出，脑的呼吸链和氧化磷酸化对电磁波辐射是很敏感的指标[11]。本文孕鼠辐射在微波强度远低于用常规方法能检得子代致畸作用下，导致子代下丘脑SDH活性的明显下降。虽仔鼠出生后22天不辐射，仍显示出宫内辐射对胚胎发育的影响。

关于胚胎期辐射导致子代脑CA介质的影响，Chernovetz曾报道怀孕大鼠接受SAR为31mW/g的每天20分钟辐射导致子代脑去甲肾上腺素含量的明显减少，多巴胺有下降倾向。本实验以CA(主要为去甲肾上腺素和多巴胺)和它的主要降解酶MAO为观察指标，在较低的SAR条件下，也观察到胚胎辐射对出生后幼鼠的影响，即CA和MAO的轻度下降或下降倾向。这些变化和SDH相同，即出生后的辐射效应较出生前的辐射为明显；作用最大的是出生前后均受辐射的动物。显示出出生前后辐射效应的累积。

中枢介质CA的生理作用以兴奋为主，表现在脑电和行为两个方面。下丘脑作为边缘系统的一个重要结构及植物神经皮层下中枢，其CA含量的改变，对机体的学习记忆及植物神经功能等无疑有着一定的影响。本实验结果提示，在整个胚胎和胎儿期有着迅速发育的中枢神经系统的活性物质水平，易受母体宫内微波辐照后的影响，也很可能由此而影响出生后脑的功能状态。

参考文献

1. WHO Environmental health criteria 16. Radiofrequency and microwave. Ceneva, 1981;14.

2. 姚耿东, 姜槐. 微波辐射对小鼠下丘脑超微结构影响的研究. 辐射防护, 1985;5(8): 192.

3. Durney CH, et al. Dadifrequency Yadiation handbook(2ed). The University of Utah, 1978;97.

4. Baranski S. Am J Physiol Med. 1972;51(4):182.

6. Idem. BEMS 4th Annual Scientific Session M.T. California, 1982.

7. Stith and Erwin. Biodectromagnetics, 1980;1(2):236.

低强度微波辐射是否存在着有害的生物学效应。然而,尽管学者们观点各异,但有一点还是较为一致的,即中枢神经对微波辐射最为敏感。本系列实验以线粒体内、外膜的标志酶琥珀酸脱氢酶(SDH)及单胺氧化酶(MAO)为观察指标,用组织化学方法定量分析微波辐照对受照小鼠及其后代脑组织若干活性物质代谢的影响。

8. Ward TR. BEMS 4th Annual Scientific Session D-13 California, 1982.

9. Brainard GC, et al. Proceeding of the 1978 Symposium on electromagnetic field in biological system. Ottawa, 1878.

10. Webber MM, et al. J Ultrastru Res 1980;71(3):321.

11. ΒｅποκρNHNIIκNN BC: Tur u Cah 1982;(6):32.

12. Conover DL, et al. Bioeleceromagnetics 1980;1:204.

13. Berman E, et al. Health Phys. 1984;46:537.

14. Albert EN, et al. Bioelectromagnetics. 1981;2:247.

15. Jensh RP. Radiat Res. 1984;97:282.

16. Nakas M. Period Biol. 1981;81:172.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xfz1.html