低强度微波辐射对雄性小鼠生殖内分泌影响的基础研究.pdf

福建医科大学 硕士学位论文 低强度微波辐射对雄性小鼠生殖内分泌影响的基础研究 姓名：陈昱 申请学位级别：硕士 专业：内科学（内分泌与代谢） 指导教师：严孙杰 20100301 中文摘要 【第一部分】低强度微波辐射对雄性小鼠生殖功能的影响 【目的】 探讨低强度微波辐射对雄性小鼠生殖功能的影响 【方法】 4 周龄雄性昆明种小鼠4 5 只，随机分为4 组，用相当于移动辐射频率的模 拟辐射源( 9 0 0 M t t z ) 对小鼠进行全身辐射，辐照平均功率密度分别为0 pW ／c m 2 ( 伪 照射组) 、5 0pW ／c m 2 、1 5 0l aW ／c m 2 、2 5 0uW ／c m 2 组，每天1 2 J J 、时，连续6 0 d 后取双 侧睾丸和附睾称重，常规分析附睾的精予计数、活动率和畸形率，并观察睾丸组 织结构，及测定血清睾酮、黄体生成素水平 【结果】 ( 1 ) 各组小鼠脏器系数： 各照射组小鼠睾丸重、睾丸指数均有不同程度的降低，其中5 0pW ／c m 2 组为 ( 8 4 ．9 6 + _ 2 0 ．5 8 ) m g 、( 0 ．1 7 4 ±0 ．0 3 9 ) ％；1 5 0uW ／c m 2 组为( 6 ．2 9 ±2 1 ．6 ) m g 、 ( 0 ．1 6 1 ±0 ．0 4 6 ) ％；与伪照射组的( 1 3 8 ．4 5 ±3 0 ．3 4 ) m g 、 ( 0 ．2 8 7 ±0 ．0 5 6 ) ％ 相比具有统计学显著性差别( P 2 0 次，每次通话 2 0 分钟，2 9 例) 、中频使用组( 使用年限在3 —5 年之间，每天通话1 0 —2 0 次，每次通话1 0 —2 0 分钟，2 5 例) 和低频使用组( 使用年 限 3 年，每天通话 1 0 次，每次通话 1 0 分钟，2 7 例) ，结果显示高频使用组精子 活动度下降3 1 ．6 3 + 1 ．7 3 ％／4 3 ．6 9 ±1 ．7 9 ％，精子畸形率增加2 1 ．4 1 ±2 ．4 5 ％／6 ．5 6 ±O ．2 4 ％。

精浆中铁蛋白( F e r ) 、白蛋白( A l b ) 含量明显下降 体外暴露研究，也有类似结果，如E r o g u l n 3 ：等将2 7 份健康男性精子各分为两 份，一份为对照，一份暴露于9 0 0M t l z 移动电磁辐射中，结果暴露组快速前 向运动( a 级) 精子比例显著下降、慢速前向运动( b 级) 精子和不运动( d 级) 精 子比例增加；F a l z o n e ¨“ 等体外实验也揭示9 0 0M H z 移动电磁辐射造成直线运 动精子比例显著下降 1 ．2 动物实验研究 1 ．2 ．12 ．4 5G t t z 较高强度微波辐射实验研究 自上世纪8 0 年代以来，不少毫瓦级的2 ．4 5G H z 微波辐射试验表明其可造成精 子畸形率增加如尉春华¨豇等用高功率微波辐照大鼠，可见各级生精细胞出现以 浊肿为主的病理学改变，精子的形态改变表现为大头畸形增多任东青¨虻等用频 率2 4 5 0 M H z 、功率密度l O m W ／c m 2 的微波辐照小鼠，发现受照小鼠精子畸变率明显 升高 在几个相互独立的实验结果中，可以看出其损害程度与照射强度与持续时间 成j F 比的规律性，与热效应特征相符。

1 ．2 ．2 低强度微波辐射实验研究 D a s d a g 等u 7 3 用8 9 0 —9 1 5M H z 暴露大鼠一个月( 3 m i n ／d ) 发现曲细精管直径减 小的变化，但用8 0 0 - 9 1 5M H zG S M 形式的脉冲波( 2 0 m i n ／d ) 全身照射却没有引起 睾丸组织结构与功能的任何变化“⋯O z g u n e r “伽等用9 0 0M H z 连续波照射大鼠4 周 ( 3 0m i n ／d ) 发现曲细精管直径、生精上皮平均厚度减少Y a n ∞毗等、M a il a n k o t 犯n 等均发现辐射使受照动物的精子活动度显著下降操冬梅‘2 2 ：用9 3 5 M t t z 微波， 以5 7 0pW ／c m 2 和1 4 0 0uW ／c m 2 的功率密度每天2 h ，连续3 5 d 照射小鼠，仅1 4 0 0u W ／c m 2 辐射组引起雄性小鼠精子活动率下降、L D H - X 活性降低及精子尾部线粒体的 超微结构改变 在生殖激素水平方面，O z g u n e r n 蛳等用9 0 0M H z 连续波照射大鼠4 周( 3 0 m i n ／d ) 发现血清睾酮减少；而F o r g a c s 瞄棚等用1 8 0 0M H z 微波照射大鼠，暴露组血清睾酮 水平[ ( 7 ．8 5 ±l - 0 8 ) n g ／m 1 ] 明显高于对照组[ ( 5 ．1 2 ±0 ．7 9 ) n g ／m 1 ] 。

1 ．3 微波辐射对精子质量影响的机制研究 1 I3 ．1 微波诱发细胞凋亡： 尉春华n c 等以高功率微波( H P M ) 辐照大鼠5m i n R P 可导致其生精细胞的细胞 凋亡数目增加其另一项研究乜彤表明，高功率微波辐照大鼠后2 4 h ，可促进大鼠 睾丸生精细胞B c l 一2 和c —m y c 蛋白的活化和表达，这可能是高功率微波诱导凋亡的 机制之 1 ．3 ．2 微波辐射损伤血一睾屏障： 侯武刚∞等发现以4 0 0k V ／m 的电磁脉冲对B a l b ／c 雄性小鼠辐射后7d ，大量 生精周期第Ⅷ期( 生精周期分为Ⅷ期) 生精小管内出现基底室与近腔室的分离，未 发生基底室与近腔室分离的生精小管支持细胞突起减少；用硝酸镧块染观察t t P M 辐射后大鼠血一睾屏障通透性的变化，发现辐射后1d ，支持细胞突起减少，硝酸 镧颗粒于近腔室内精母细胞、圆形精子细胞、精子之间沉淀；至2 1 d 时，仍可见 镧颗粒沉积在近腔室生精细胞间王爽心t 用雄·D S D 大鼠得到相似的结果 K h a k i 一们将小鼠于胚胎期和出生后5 周暴露于5 0H z 电磁场，结果显示睾丸生 精小管各层组织遭破坏，组织呈现内折，在多数区域外层非细胞层与肌样细胞层 分离，出现发泡现象，电镜观察细胞间连接缺失。

1 ．3 ．3 细胞超微结构损伤： 以往研究表明，精原细胞、精子细胞和精子是微波辐射非热效应最敏感的靶 细胞，微波辐射可造成精原细胞、精子细胞和精子出现核膜间隙局部增宽、线粒 体肿胀或灶性空化、内质网扩张等退行性改变如王水明瞄虻采用0 、3 、1 0 、3 0 、 l O O m W ／c m 2 的商功率微波( h i g hp o w e rm i c r o w a v e ，H I ’M ) 辐射W i s t a r 雄性大鼠，结 果也发现3 ～1 0 0m W ／c m 2 H P M 辐射均可引起大鼠睾丸生精细胞损伤，超微结构的损 伤以各级生精细胞线粒体肿胀和／或空化为主，且上述损伤存在剂量效应和时问 效应关系；尉春华埘j 用高功率微波辐照大鼠也得到相似的结果操冬梅¨2 j 等用移 动模拟辐射源( 频率9 3 5 M H z ) 对小鼠进行全身辐射结果显示，1 4 0 0I XW ／o m 辐射组的精子活动率明显下降，精子尾部线粒体形态大小不一，分布不均，部分 出现肿胀，电子密度降低；板状嵴减少，灶性空泡化 以上研究结果表明，精原细胞、精子细胞和精子的超微结构受到损伤，特别 是线粒体损伤，将导致精子细胞供能障碍而影响其生存或活力。

1 ．3 ．4 微波辐射导致过氧化损伤 袁建林等选用频率为2 4 5 0 M H z 、功率密度为l O m W ／c m 2 的微波照射小鼠，结 果微波辐照后1 、6 、1 2 、2 4 天，小鼠的肾皮质和睾丸中M D A 含量均升高，2 4 天达 到最高量；S O D 活性均降低，2 4 天降到最低点；2 4 天时小鼠的肾皮质胞质P K C 活性 降低，而膜相P K C 活性明显增高，这些变化都与肾皮质和睾丸中产生过量的自由 基有关M a il a n k o t 卫1 1 等发现0 ．9 ／1 ．8 G H z G S M 微波照射可显著降低精子活动度的 同时，睾丸和附睾组织中脂质过氧化物含量大大增加而G S H 含量明显降低 过多的氧自由基易引起其胞膜脂质发生过氧化反应，也造成精予膜损伤，使 膜上不饱和脂肪酸减少，影响其活力 1 ．3 ．5 微波辐射导致基因损伤： 宁竹之b z 等报道，雄性大鼠接受2 4 5 0 M H z 微波辐射，发现剂量为5 m w ／c m 2 时， 精子畸变率较对照组显著增加，畸形精子多为无钩和香蕉型，精原细胞D N A 含量 增加，强烈提示D N A 修复过程活跃，D N A 损伤可能为精子畸变机制。

郭国祯圳等用 微波抗生育机局部辐照雄性B A L B ／c d 、鼠睾丸，经2 个月后，发现精子畸形率增加， 畸形精子头部D N A 含量含量明显减少A i t k e n 心研究揭示小鼠暴露于9 0 0M H z 射频 辐射7 d ，定量P C R 分析发现，精子线粒体基因组和B 球蛋白基因组发生明显损伤 1 ．3 ．6 微波辐射导致附睾损伤t 李建国强一虬等用2 4 5 0 M H z 微波照射家兔阴囊，电镜下观察，实验组动物的附 睾头部主细胞的静纤毛游离端呈气球样膨大，附睾尾部主细胞内的高尔基复合体 的膜囊有肿胀现象，尚见部分线粒体出现肿张、嵴断裂现象，提示微波可使附睾 的吸收、分泌和转运机能发生变化，附睾功能受损后，附睾的内环境受到改变， 从而影响精子的成熟其另～研究表明微波照射阴囊可使精子的运动能力显著下 降，精子的c A M P 含量显著减少，这些变化均与附睾的结构和功能改变有关郭国 祯阳订等用频率为2 4 5 0 M H z 微波局部辐射雄性B A L B ／c 小鼠睾丸，可见附睾的上皮细 胞多呈现浊肿和积水样变，还可见纤毛及上皮细胞的坏死脱落A k d a g 删等发现 长时间微波照射( 5 3 天) 大鼠出现附睾萎缩、细胞间质水肿、组织变形、穿孔、 单核细胞浸润、成纤维细胞增殖活性增强等病理性改变，附睾为精子成熟的器官， 附睾损伤则可影响精子成熟而使精子或力下降。

1 ．3 ．7 微波辐射对睾丸内分泌功能影响机制 钟敏州以比吸收值为( 4 ．6 6 ±1 ．4 2 ) W ／k g 的微波照射W i s t a r 大鼠，3 ～6 小时 后血清睾酮明显降低，同时发现睾酮合成限速酶S t A R 、P 4 5 0 s c c 的基因表达受抑 制林孟端∞们用9 0 0 M H z 微波1 5 0uW ／c m 2 功率密度照射小鼠3 5 天，小鼠血清睾酮明 显降低进一步研究H ∞发现低功率微波辐射可能通过影响雄性小鼠血清胆固醇水 平，从而降低血清睾酮水平 综上所述，雄性生殖器官对热敏感，故在微热效应的功率( 1 ～l O m W ／c m 2 ) 的微波辐射下，即在升温并不明显的情况下，可出现明显的损伤，这其中可能也 涉及非热效应的作用但在低功率如辐射( l m W ／c m 2 ) 的情况下，雄性生殖 功能的表现并不一致，而研究结果不是很多，特别是生殖激素方面的研究就更少， 故尚无肯定结论，而非热效应的频率窗、功率窗效应更使对研究结果的判定复杂 化，因此非常需要在这方面做进一步探索，为最终探明其关系本质这一目标提供 参考 2 ．对雌性生殖功能的影响 2 ．1 人体研究 2 ．1 ．1 职业暴露研究 上世纪9 0 年代，国外就有关于职业暴露导致不良妊娠结局的报道，如微波辐 射导致受孕延迟、自发流产、死产、早产、出生缺陷、及子代性别比失调发生率 增加等。

我国在这方面亦有一些研究，如严雁翎H t 等报道在微波工作位强度为 2 5 0 m W ／c m 2 ，每天平均接触7 ．5 h 条件下，微波女工。