目的和意义:电磁辐射广泛存在于人们的日常生活和工作环境中,其对人们的危害日益受到国内外学者的广泛关注。因此,研究电磁辐射损伤的量效关系、病理特点及分子机制,对于明确其致伤效应,寻找敏感诊断指标和提供防治措施均有重要意义。
材料和方法:采用电磁辐射模拟源,以二级雄性Wistar大鼠、BALB/C小鼠和原代培养海马神经元、心肌细胞为实验对象,通过病理(光镜、电镜、免疫组化、原位末端标记、原位杂交、定量病理)、生理(行为学实验、心率、血压)、生化(血清电解质、AST, ALT, BUN)和分子生物学(Western Blot, RT-PCR,放射免疫法)及多种仪器设备(FCM,Conforcal,原子力显微镜)等手段,研究电磁辐射损伤后结构与功能改变,并探讨其调控机制。
实验结果:(1)电磁辐射后实验动物学习记忆能力下降,脑组织中Asp和Glu含量升高, ATP酶含量增加,SDH含量降低。(2) 心率于1d和3d呈减慢趋势,血压于6h和3d呈升高趋势;血清K+、Na+、Cl-平衡失调,AST、ANP和ET-1浓度升高。(3)内分泌功能改变,表现为血清中cs下降,ACTH与GH升高。(4)脑、心、垂体、肾上腺和睾丸等主要靶器官组织学和超微结构改变:神经元等变性,线粒体肿胀、空化,嵴断裂,染色质浓缩、边集;突触内囊泡堆积或排空。(5)脑组织中NSE、GFAP、β-内啡肽、NMDAR和nNOS表达增强。(6) 心肌细胞β1-AR和M2-AchR表达增强。(7)海马神经元活力下降,凋亡和坏死率增加,细胞内[Ca2+]升高,线粒体膜电位下降。细胞膜表面粗糙不平,有多量凹陷和穿孔现象。(8)下丘脑内GR蛋白与mRNA下降,而腺垂体内则升高。(9)血清睾酮升高,睾丸组织糖原含量减少、乳酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶活性降低;雄激素受体mRNA及蛋白增加。
结论:一定剂量的电磁辐射可引起:(1)大鼠的学习和记忆能力下降,脑、内分泌、心脏和睾丸等结构损伤和功能障碍,且存在量效关系。(2)细胞凋亡是电磁辐射引起神经元等细胞死亡的主要方式。(3)行为学、脑神经递质、线粒体及突触结构改变是电磁辐射损伤敏感的指标。(4)脑组织中NSE、GFAP、β-内啡肽、NMDAR、nNOS和c-fos表达参与脑结构和功能损伤的病理生理过程。(5) 心肌细胞β1-AR和M2-AchR表达参与了电磁辐射致心脏损伤的病理生理过程(6)神经元、心肌细胞膜穿孔,细胞内[Ca2+]升高,线粒体膜电位下降等为电磁辐射对海马损伤的重要机制。














