用光镜观察发现部分辐照组大鼠睾丸间质细胞内小血管充血,生精细胞略减少;电镜可见部分辐照组大鼠睾丸间质细胞存在线粒体肿胀及染色体边集现象,有少量精母细胞及精子细胞内线粒体肿胀、嵴变短或消失。用红外吸收光谱仪测定了这些大鼠卵巢和睾丸的红外吸收光谱。发现辐照组大鼠睾丸和卵巢都在2345cm左右明显有一尖锐的峰值很高的谱线出现(当然其他地方也有少许的变化)。非常惊奇的是,雄性睾丸和雌性卵巢都在这个波数产生了这条新的谱线。高压输电线的影响是明显的.
庞小峰 李建忠 张安英
(电子科技大学生命科学与技术学院,成都610041)
摘要:用光镜观察发现部分辐照组大鼠睾丸间质细胞
内小血管充血,生精细胞略减少;电镜可见部分辐照组大鼠睾丸间质细胞存在线粒体肿胀及染色体边集现象,有少量精母细胞及精子细胞内线粒体肿胀、嵴变短或消
失。用红外吸收光谱仪测定了这些大鼠卵巢和睾丸的红外吸收光谱。发现辐照组大鼠睾丸和卵巢都在2345cm左右明显有一尖锐的峰值很高的谱线出现(当然其他地方也有少许的变化)。非常惊奇的是,雄性睾丸和雌性卵巢都在这个波数产生了这条新的谱线。高压输电线的影响是明显的.
关键词:高压输电线 电磁辐射 生殖器官,睾丸间质细胞
由于低频电磁场有明显的累积效应,我们在实验室建立高压输电线电磁辐射的模拟系统对动物照射了一年(360天)才做实验测定,这样做能让我们真正探索到它所产生的生物效应。通过我们实验的测试说明了高压输电线电磁辐射对动物有明显的影响。我
们在北京和成都市和华阳的高压变电站和空旷的高压输电区,用精密电磁仪器测量了220kv和110kv市区常用的高压输电线的电场和磁场的分布。测量的范
围大约从离高压输电线1.5m到地面的电场和磁场的分布情况,其电场强度值大约从6000
v/m变化到160v/m,其磁场强度值大约从10高斯变到0.01高斯左右(但随着高压线架空的高度不同,这些值稍有波动),因此高压输电线路的电磁场
辐射强度随着距离的增大而迅速减少,我们在测量距离地面1.6m到2.3m的场强分布大约是3500-4100v/m和0.1-0.01高斯左右。
[方法]:我们在
实验室建立了高压输电线路的电磁辐射强度的模拟,
采用了电场为3700-4000v/m,磁场为0.1-0.09高斯的电磁辐射,其工频电磁场发生装置由本课题自制.
装置由变压器、交流直流转换、稳恒电场和交流磁场等模块组成;3月龄wistar雄性大鼠16只(由四川大学华西医学中心实验动物中心提供),随机分成对
照组和实验组,每组8只,实验组暴露于工频电磁场环境中。电、磁场轮流照射,每天照射20小时,总共照射1年。饲养温度T=27±3℃。对照组在正常环境
中饲养。大鼠正常喂食喂水,可自由活动。在辐射一年后,让大鼠自由活动,观察其体况、精神面貌、活动度、行为等,重点观察性行为的变化,如对雌性大鼠追
逐、嗅闻、爬跨等。然后放血处死大鼠,取出睾丸,一部分样品经10%甲醛固定,石蜡包埋,染色后光镜观察;另一部分样品经3%戊二醛预固定,1%四氧化锇
再固定,丙酮逐级脱水,Epon812包埋,作半薄切片光学定位,超薄切片醋酸铀及枸椽酸铅双重染色,H600Ⅳ型透射电子显微镜观察。对照组和实验组的
初级和次级精母细胞的电子显微镜照片分别示于图1-4中。
[结果]:
观测的结果表明,实验组大鼠体况及性行为与对照组比较无明显变化;肉眼观察睾丸未见异常,光镜观察发现部分实验组大鼠睾丸间质细胞内小血管充血,生精细胞
略减少;电镜可见部分实验组大鼠睾丸间质细胞存在线粒体肿胀及染色体边集现象,有少量精母细胞及精子细胞内线粒体肿胀、嵴变短或消失。但是,对照组精母细
胞的细胞器和细胞核的形态结构基本正常、线粒体及其内部结构清晰可见。因此,这实验组和对照组有较明显的差别。
如我们所知, 雄性生殖系统是对电磁辐射最敏感的组织器官之一[3-4],可导致性功能障碍,睾丸组织结构破坏,生精过程受阻,精子数量和质量下降,从而影响生育功能。本研究结果显示长期暴露于工频电磁辐射对雄性大鼠生殖行为无明显影响,但睾丸间质细胞、精母细胞及精子细胞超微结构略有改变。我们上述的研究结果是值得注意的。
图 1 对照组大鼠初级精母细胞 图 2 实验组大鼠初级精母细胞
图 3 对照组大鼠次级精母细胞 图 4 实验组大鼠次级精母细胞
我们用红外吸收光谱仪测定了这些大鼠卵巢和睾丸的红外吸收光谱,其结果示于图5和图6。在图中的1-luanchao average表示对照组的红外吸收光谱,另一曲线表示实验组的红外吸收光谱。从实验结果的对比中可以看出,实验组大鼠睾丸和卵巢都在2345 cm-1左
右明显有一尖锐的峰值很高的谱线出现(当然其他地方也有少许的变化)。这表明这种变化绝不是偶然的,显然是由于高压输电线的电磁辐射照射以后,这些生殖器
官都已经发生了结构的改变,出现了新的振动模式。非常惊奇的是,雄性睾丸和雌性卵巢都在这个波数产生了这条新的谱线,这不能不使我们肯定电磁电磁辐射引起
了这些生殖器官中DNA或者蛋白质发生结构的变化[5]。从而造成了如图1-4中的细胞结构的改变。这种变化可能影响生殖器官,造成生殖器官的一些病变。这是使人非常感兴趣并有意义的结果,值得我们密切关注。



图5 大鼠卵巢的红外吸收光谱


图6 大鼠睾丸的红外吸收光谱
[结论]:我们研究高压输电线电磁辐射对雄性生殖系统的影响及其作用特点,将大鼠置低频电磁场中辐照一年后,观察大鼠体况及性行为变化,然后光、电镜观察睾丸组织、间质细胞及精子形态结构的变化。我们测量了睾丸组织和卵巢的红外吸收光谱,发现在2345 cm-1左
右有一新的吸收峰出现,表明高压输电线的电磁辐射对生殖器官中的生物分子确实引起了结构的改变,从而导致了光、电镜观察睾丸组织、间质细胞及精子形态结构
的变化。再结合流行病学调查和生活在变电站周围的人群的生理状况的测试和正常人群的相应情况的比较,可以得出高压输电线电磁辐射不同程度地影响了人和动物
的身体健康。
我们分别在湖北、三峡地区、湖南、江西、四川、贵州、北京等地对居住在高压输电线附近的1400多人进行了流行病学的问卷调查;同时我们对远离高压输电线的800多居民也进行了问卷对比调查。调查结果表明:高压输电线对人体的确有一定的影响.在
回收分别有1375份和789份有效的调查表,统计后表明高压输电线的电磁辐射主要引起神经系统的疾病,其中神经系统患病率达64.7%,皮肤及附属器官
疾病症状患病率达19.2%,循环系统疾病症状患病率达17.1%,消化系统疾病症状患病率达22.7%,泌尿生殖系统疾病症状患病率达7.4%,血液系
统疾病症状患病率达19.9%,内分泌系统疾病症状患病率达14.5%,眼耳鼻喉疾病症状患病率达31.6%。在所有的神经系统疾病中玄晕,头痛,头昏,
困倦,乏力,失眠,入睡困难,多梦,烦躁,易发怒,健忘,记忆力衰退,注意力不集中等症状表现的较为明显,都已达到总数的10%以上的患病率,其中记忆力
衰退达20.5%。另外,皮肤及附属器官疾病中经常发作的有瘙痒和毛发脱落,其中毛发脱落患病达10.1%;在循环系统疾病中心悸和高血压较突出,高血压
占7.15%;在消化系统疾病中厌食和便秘较高,便秘达9.78%;在泌尿生殖系统中尿频和达2.86%;在血液循环系统中贫血和高脂较为明显,贫血达
14.62%;在内分泌系统疾病中多汗较为显著,占到13.95%;在眼耳鼻喉疾病中视力减退和流泪,耳鸣较明显,视力减退达19.65%。另外,
通过辐照组和对照组对比分析,发现女性受高压输电线的影响相对较小,只有视力减退有所增高;而男性受高压输电线电磁辐射的影响相对较大,在神经系统方面的
困倦,记忆力衰退,皮肤及附属器官疾病中毛发脱落,血液循环系统中的贫血,在内分泌系统疾病中的多汗,眼耳鼻喉疾病中视力减退,性功能减退,尿频等症状都
有显著高于对照组,从上面的调查和分析可以看到高压输电线对人体健康的影响绝对不能忽视。
*感谢国家自然科学基金的资助, 基金编号:60241002。
参考文献
(1) 刘亚宁,电磁生物效应,北京,北京邮电大学出版社,2002
(2) 郭鹞,陈景藻,电磁辐射的生物效应及其医学应用,西安,第四军医大学出版社,2001
(3) 郑国锠,细胞生物学,北京,高等教育出版社,1998
(4) 陈极济,林克椿,生物物理学,北京,人民教育出版社,1981
(5) A.C. Davydov. Biology and quantum mechanics, Haykoba, Dumka. 1979