900 MHz拟手机电磁辐射对大鼠卵巢组织形态和功能的影响

马惠荣，陈景伟，栗晶晶，李媛媛，赵亚楠，张 佳，于金德，郭乐乐，马雪莲

手机辐射属于电磁辐射，其对生物体可能存在的不利影响被众多学者关注。有报道证实手机电磁波对机体多种器官有显著负面影响［1］，但其对卵巢组织的生物效应研究较少。因卵巢的形态和功能与性周期有关，血清性激素水平和卵巢组织形态变化的改变可直接反映雌性大鼠卵巢功能，故本研究模仿手机发射频率900 MHz和平均功率密度(370 μW/cm2)，通过观察拟手机电磁辐射对雌性大鼠动情前期血清睾酮(T)、雌二醇(E2)和卵巢组织形态学的影响，探讨拟手机电磁辐射对雌性大鼠卵巢功能的影响，以期为手机电磁辐射对雌性生殖系统损伤提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物 20只SPF级健康SD雌性大鼠，体重(220±20)g，由河北医科大学实验动物中心提供，动物合格证号SCXK(冀)2008-1003。

1.2 辐射装置 将塑料质大鼠笼置于长78 cm，宽48 cm，高60 cm的长方形外包细铁丝网的木质辐照箱内，辐照盒为长28 cm，宽11 cm，高23 cm的长方形塑料盒。辐射源:河北师范大学物理系仿制常用手机频率为 900MHz，平均功率密度为370 μW/cm2。置辐射笼中央。暴露参数测定:使用北京龙震天科技发展有限公司生产的电磁辐射测定仪(型号:LZT-1150)。

1.3 主要仪器和试剂 辐射源由河北师范大学物理系研制;LZT-1150电磁辐射测试仪;电子式定时器;离心机;放射免疫测定仪。生殖激素E2、T试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.4 分组和辐射方法 20只SPF级健康SD雌性大鼠正常饲养1周后，据体重均衡的原则将大鼠分成正常组、辐射组，每组10只。正常组将大鼠每天置辐射箱4 h不辐射，正常饲养，连续30 d;辐射组将大鼠置于辐射箱内，辐射源置辐射箱中央，辐射频率为900 MHz，平均功密度为370 μW/cm2。打开电源，设定自动开关，每天辐射4 h，辐射完毕后正常饲养，连续30 d。

1.5 标本的制备及测定 大鼠于辐射30 d后阴道涂片显示动情期时，称重并于10%水合氯醛腹腔麻醉取材后处死，股动脉取血离心保存，放射免疫法检测血清生殖激素E2、T含量;剖取一侧卵巢称重，大鼠卵巢指数=卵巢质量(mg)/大鼠体质量(g)，对侧卵巢置于4%多聚甲醛溶液中固定24 h，再经梯度脱水、透明、浸蜡包埋，使用切片机制成5 μm厚的切片，常规HE染色光学显微镜下观察。

1.6 统计学处理 应用SPSS 13．0统计软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差(±s)表示，采用独立样本t检验，α=0．05为检验水准。

2 结果

2.1 体重、卵巢指数及血清生殖激素水平 辐射组体重和卵巢指数与正常组比较差异无统计学意义(P＞0.05);辐射组血清E2含量较正常组降低(P＜0.05)，T含量无显著差异(P＞0.05)，见表1。

表1 2组大鼠体重、卵巢指数和血清生殖激素含量变化情况(±s)

表1 2组大鼠体重、卵巢指数和血清生殖激素含量变化情况(±s)

注:正常组为将大鼠置辐射箱中不辐射，辐射组为将大鼠置辐射箱中每天辐射4 h，连续30 d;aP ＜0.05

组别 只数 体重(mg)卵巢指数(mg/g)睾酮(ng/dl)雌二醇(pg/ml)正常组 10 256．00 ±23．50 0．32 ±0．04 3．22 ±0．96 41．82 ±10．17辐射组 10 262．00 ±26．30 0．31 ±0．09 3．76 ±1．96 33．57 ±6．84a

2.2 卵巢组织形态变化 光镜下观察正常组卵巢可见各级卵泡和较大的黄体结构。辐射组卵巢卵泡和黄体的直径均较正常组稍小，颗粒细胞层数和数量减少，未见卵细胞，见图1。

图1 2组大鼠卵巢组织形态变化光镜下所见(HE×200)

3 讨论

电磁辐射包括电离辐射(IR)和非电离辐射(NIR)。极高频率的电磁波(如X和γ射线)可打断维持分子结构的化学键而致物质电离，称IR，而其他的电磁辐射统称为NIR，不能破坏化学键，但可改变分子或原子的旋转，振动或价层电子轨态［2］。NIR有极低频(ELE)、中频(MF)、射频(RF)、红外线等。生殖细胞对辐射有较高的敏感性，属于对辐射第一类敏感性器官［3］。卵巢是性腺，又是内分泌器官，它既产生卵细胞，又分泌女性激素，是导致生殖周期、妊娠结局等雌性生殖功能障碍的内在原因。

目前电磁辐射对卵巢功能影响的研究有:电离辐射中的60Co射线可破坏卵泡中的卵母细胞，使小鼠丧失生殖能力而不育，照射后第20天，卵泡细胞和卵母细胞的所有细胞器都解体，空泡化，胞浆内出现大量髓样包涵体。电离辐射可破坏膜系，严重者可破坏细胞DNA合成、蛋白质合成及ATP合成，最终导致细胞死亡［4-5］;X线可使大鼠卵巢组织中始基卵泡数目减少，促进细胞凋亡，进一步影响颗粒细胞的内分泌功能［6］。NIR中的高功率脉冲微波(频率5．4 GHz，脉宽为26 ns)辐射后大鼠血清E2明显升高，T 先下降后升高［7］;935 MHz微波电磁辐射(1400 μW/cm2，4 h/d)可抑制小鼠卵母细胞成熟，使得具有二倍体染色体的成熟卵母细胞或其他异常的卵细胞增加，可能会导致流产、畸胎、死胎等;使第一极体释放率显著降低，卵母细胞存活率明显下降，降低卵母细胞的受精能力，甚至不孕［8］;40 mW/cm2高功率微波(HPM)辐射大鼠10 min即可触发卵巢组织的细胞凋亡数目增加，影响大鼠生殖功能［9-10］。HPM对于卵巢损伤有最小功率阈值(40 mW/cm2)，HPM对大鼠卵巢的显微结构及超微结构随着照射时间和平均功率密度增大均出现明显病理变化，当达到80 mW/cm2辐射20 min对大鼠卵巢组织有致死效应［11］。HPM辐射还可致卵巢皮质变薄，卵泡数量减少，部分卵泡内的卵母细胞胞质浓缩，卵泡中颗粒细胞分离明显，闭锁卵泡增多，黄体形态不规则的损伤［12］。在调查卵巢储备功能下降与基本特征、饮食习惯、生活方式、环境污染、人格特征等相关因素的关系时发现，手机电磁辐射、噪音、受教育程度、婚姻状况和促排卵治疗的次数为危险因素［13］。但有研究也发现，低强度脉冲超声辐射波0．8 W/cm2每天辐射30 min可改善围绝经期大鼠的卵巢功能，对大鼠卵泡发育具有促进作用［14］，可见不同频率和强度的各种辐射对卵巢功能的影响并不相同。目前广泛存在的手机电磁辐射属于常见的NIR，其对卵巢功能的影响罕见报道。因900 MHz是手机工作的中心频率，接通前平均功率密度最大，故本实验以手机接通前的平均功率密度370 μW/cm2为实验因素，观察其对大鼠卵巢功能可能造成的不良影响，以期为手机电磁辐射损伤生殖功能提供实验依据。

本研究结果显示，900 MHz平均功率密度370 μW/cm2的手机电磁辐射4 h连续30 d可使雌性大鼠动情期血清E2水平降低，卵泡和黄体直径缩小，颗粒细胞层数和数量降低，卵巢功能下降。在卵泡发育过程中，一方面颗粒细胞可产生雌激素，雌激素在排卵前可促进卵泡的发育;排卵后的卵泡可变为黄体细胞，继续发挥分泌 E2和孕酮的作用［15］。若卵巢颗粒细胞受损可使产生的雌激素减少，影响卵泡和黄体发育，进而影响生殖功能;另一方面，雌激素可调节卵细胞胞浆的成熟，促进颗粒细胞的增殖和分化，故雌激素的降低又会影响颗粒细胞的增殖和分化，致卵巢功能下降。已有研究显示，手机电磁辐射可使体外培养的大鼠颗粒细胞DNA单链和双链断裂［16］;手机辐射雌性SD大鼠后交配，其胚胎着床均数及活胎率降低显著;手机辐射果蝇后，卵巢缩小，生殖能力下降，与产生卵母细胞的早期和中期DNA断裂有关［17］。本实验结果提示，长期暴露于手机电磁辐射中，会导致雌性大鼠卵巢功能损伤，推测可能与损伤DNA有关。

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