中等強度旋轉恒磁場亞慢性連續(xù)照射對大鼠血液、肝臟、心臟和大腦的影響.pdf

1、生物體與磁場之間存在著密切的聯(lián)系。地球是個巨大的磁場，生物體持續(xù)暴露于強度為20-70μT的地球表面磁場強度，并且一些物種可以利用地球磁場辨別方向和遷徙。隨著科學技術和電力設備以及醫(yī)療儀器的發(fā)展，生物體和磁場之間的聯(lián)系越來越密切。在醫(yī)療領域，磁場有許多應用，磁場已用于臨床多種疾病的治療，比如止痛、鎮(zhèn)痛、消炎、消腫、促進骨折愈合、抗骨質疏松等，以及近年來發(fā)現納米磁微粒在磁場作用下還可以用于腫瘤靶向化療。
　　磁場在醫(yī)療領域眾多的作用

2、當中，應用最廣泛的是它的鎮(zhèn)痛作用。醫(yī)療的目的是恢復功能和解除疼痛。而后者尤為重要，因為功能的喪失多是需他人照料，而疼痛的折磨往往使人“痛不欲生”。臨床上大量的疼痛醫(yī)生尚無法解決，有時還增加了醫(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，每日仍有數次發(fā)作，發(fā)作時往往大汗淋漓，端坐呼吸，常有自殺傾向。解決此類疼痛是臨床醫(yī)生多年來孜孜以求的目標，但至今仍無滿意

3、的辦法。疼痛的本質是異位神經電興奮的傳入。神經興奮的原理是以鈉離子為主的陽離子通過離子通道內流產生的，導致細胞膜或神經軸突去極化，并傳向中樞神經。形式上是電荷沿著神經纖維傳導，實際上與電流沿著導線的傳導是十分相似的。
　　在物理學上，已知導線切割磁感線的時候，會產生感生電動勢，電動勢的方向遵守楞次定律。那么神經纖維既然也是導體，應該也遵守楞次定律，于是我們大膽地假設:當神經纖維切割磁感線時，如果產生的感生電動勢的方向與神經沖動傳導

4、的方向相反，當感生電動勢足夠大時，可能阻斷神經沖動的傳導。我們的動物實驗證實了旋轉磁場具有即時提高大鼠痛閾的作用。但是正式展開大樣本人體實驗前，必須了解其安全性。盡管在動物實驗中未發(fā)現明顯的功能障礙和生理指標異常，但在細胞水平、蛋白質和基因水平有無潛在的危害是亟待澄清的問題。如果切割磁力線能夠長時間地阻斷神經傳導，遠期又沒有損害的話，有可能會在無創(chuàng)鎮(zhèn)痛和阻滯麻醉方面開辟一個全新的領域。
　　磁場對生物體也會產生諸多不良效應。對于電

5、磁場暴露的安全性問題，目前國內外有大量的研究報道。對于信號傳導和遺傳方面的影響，主要集中于以下方面的研究:首先:電磁場對信號轉導的影響:一般認為，磁場可能會作為一種信號分子作用于細胞膜，通過信號轉導，激活一系列的級聯(lián)反應，導致相應的基因的轉錄和翻譯水平以及蛋白質活性等方面發(fā)生改變，從而產生細胞增殖、分化和凋亡等生物學反應。其次:電磁場對DNA和基因的影響:電磁場對DNA分子的影響是人們最為關心的問題，這方面的研究由于不同實驗室采用的暴露

6、條件、輻照模式、細胞類型以及考察的生物學終點不同，研究結果很不一致。最后:電磁場暴露對細胞增殖的影響:細胞增殖異常是癌癥發(fā)生過程中的一個重要事件，這個復雜的過程受許多信號轉導通路的調節(jié)。也因為每個實驗的磁場類型、磁場強度、作用時間、磁場頻率、動物種類、細胞類型、實驗終點以及檢測方法等不同，實驗結果也各不相同，陰性和陽性結果都有報道。
　　國內外研究者對電磁場對生物體的影響做了大量的研究工作，由于不同實驗室所采用的暴露條件不同、輻照

7、模式不同、細胞類型不同、考察的生物學終點不同，所得的結果爭議很大，目前仍無定論。并且研究的大部分都是交變電流或射頻輻射，而本次實驗所使用的是磁場方向不變的旋轉恒磁場。因本課題組在前期磁場鎮(zhèn)痛作用的探討中，發(fā)現當恒磁場旋轉頻率為6000rpm的時候，對大鼠產生即時鎮(zhèn)痛效果，為了探討旋轉恒磁場的遠期毒性作用，于是我們進行了本次實驗研究。
　　目的：
　　全面系統(tǒng)地探討中等強度旋轉恒磁場亞慢性連續(xù)暴露對大鼠血液系統(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(購于南方醫(yī)科大學實驗動物中心，體重(220～250)g)隨機分成四組:(1)空白對照組(n=10):在正常環(huán)境中飼養(yǎng)，不進行任何處理;(2)不旋轉組(n=10):分別將每只大鼠放置在一個長寬高分別為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上方，磁場不旋轉，3h每天，連續(xù)30天;

9、r>　　(3)低頻旋轉組(n=12):分別將每只大鼠放置在一個長寬高分別為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上方，磁場的旋轉頻率為3000rpm，3h每天，連續(xù)30天;(4)高頻旋轉組(n=12):分別將每只大鼠放置在一個長寬高分別為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上方，磁場的旋轉頻率為6

10、000rpm，3h每天，連續(xù)30天。各實驗組大鼠實驗期間整只大鼠都暴露于磁場當中。所有動物均采用單籠飼養(yǎng)，室溫維持在20℃～25℃，自然照明，自由飲水和攝食。實驗期間大鼠暴露的環(huán)境溫度控制在（23±2）℃范圍內，環(huán)境濕度控制在（55±10）％，為避免日周期節(jié)律對實驗結果的影響，實驗時間均于上午8時到11時完成。
　　檢測指標：
　　實驗結束后，隨機抽取每組中的一半大鼠眼眶采血行血常規(guī)、心肌酶、谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶、血漿總抗

11、氧化能力檢測。將每組大鼠隨機平均分成兩小組，選取其中一個小組過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，進行MDA（丙二醛）、GSH(谷胱甘肽)、NO（一氧化氮）、MPO（髓過氧化物酶）檢測。另一小組大鼠過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，進行HE和免疫熒光染色。每組大鼠中隨機選2只大鼠進行大腦、心臟、肝臟HE染色，每個部位從連續(xù)切片中隨機選取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張切片進行髓鞘免疫熒光染色，拍照并測量熒光密度值，熒光密度測定選擇在200倍視野下測定;從大腦連續(xù)性切片中選擇第11及21張切片進行神經元免疫熒光染色，拍照并測量熒光密度值，熒光密度測定選擇在200倍視野下測定。
　　統(tǒng)計方法：
　　SPSS19.0((SPSS Inc.，Chicago，IL，USA))軟件包用于本實驗的統(tǒng)計分析。除了組織病理學結果，

13、其他數據均采用均數±標準差(mean±SD)表示，在不同的組別間的各項指標之間當方差齊的時候用one-way ANOVA and post hoc LSD檢驗;方差不齊的時候用Welch近似方差分析和Dunnett T3檢驗。當P＜0.05時，則表示差異具有統(tǒng)計學意義。
　　結果：
　　各組大鼠血常規(guī)差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);各組大鼠血漿谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)差異無統(tǒng)計學意義;各組大鼠血漿中T-A

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

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

16、.05);組織病理結果顯示:旋轉恒磁場對各組大鼠大腦組織、肝臟組織沒有損傷作用，對心肌有損傷作用，并且損害作用隨著恒磁場旋轉頻率的增高而增加。
　　結論：
　　(1)中等強度旋轉恒磁場亞慢性連續(xù)照射對大鼠血常規(guī)沒有明顯影響;
　　(2)中等強度旋轉恒磁場亞慢性連續(xù)照射對大鼠大腦組織沒有明顯毒性作用;
　　(3)中等強度旋轉恒磁場亞慢性連續(xù)照射對大鼠肝臟組織沒有明顯毒性作用，在不旋轉組恒磁場有助于促進肝臟組織谷胱甘