关山产香棒虫草抗辐射的理论研究

周海燕　慕程　韩金荣　文雯　潘等龙

【摘要】  2016年甘肃省华亭市关山发现香棒虫草，后经立项、采样、检测等明确其成分。参照国家行业培训指南，总结辐射对于人体危害的10条机制。在关山产香棒虫草成分检测的基础上，从所含氨基酸、无机物、金属元素等方面出发，对其抗辐射机制进行理论研究，以期拓展关山产香棒虫草应用，为抗辐射找到新型中药材。

【关键词】  关山产香棒虫草； 成分； 抗辐射

Theoretical investigation on the radiation resistance of cordyceps Hawkesii from Guanshan

Zhou Haiyan Mu Cheng Han Jinrong Wen Wen Pan Denglong 1. The First People's Hospital of Huating City，Huating，Gansu   744100； 2. The Maternal and Child Health and Family Planning Service Center of Huating City，Huating，Gansu   744100； 3. The Nanhu Health Center of Zhuanglang County，Zhuanglang，Gansu   744603

【Abstract】  Cordyceps Hawkesii was found in Guanshan，Huating City，Gansu Province in 2016.Determined the composition of Cordyceps Hawkesii through sampling and detection after the project was established.Summarized 10 mechanisms of radiation harm to the human body by referring to the national industry training guide.The amino acids，inorganic substances，and metal elements were analyzed based on component detection in Cordyceps Hawkesii produced in Guanshan.The radiation mechanism are studied theoretically to expand the application of Cordyceps Hawkesii and find new Chinese medicinal materials for radiation resistance.

【Key Words】  Cordyceps Hawkesii from Guanshan； Components； Radiation resistance

中圖分类号：R932        文献标识码：A        文章编号：1672-1721（2023）28-0001-03

DOI：10.19435/j.1672-1721.2023.28.001

2016年在甘肃省华亭市关山段修建天水至平凉铁路时无意发现一种未知虫草，经慕程、秦文平、周海燕等先后于原甘肃省卫计委、平凉市科技局等立项，经实地考察、收集样本、成分检测确定其成分，已明确该生物为关山产香棒虫草。为更深入研究关山产香棒虫草的相关内容，依据现有检测数据，参照国家行业培训指南，总结辐射对于人体危害的10条机制。在关山产香棒虫草成分检测的基础上，从所含氨基酸、无机物、金属元素等方面出发，对其抗辐射机制进行理论研究。

1    辐射对人体健康的影响及危害途径

1.1    辐射对人体健康的影响    因电离辐射作用于机体而引起的病理反应称为辐射损伤（或放射损伤）。当人体接受的辐射剂量达到一定程度时，就可能导致辐射损伤。辐射损伤是医学领域里较新的一种疾病类型。

人类对辐射损伤的研究经历了很长的过程。1896年1月末，即在发现X射线之后的3个月，制造和安装X射线管的美国人格腊布（Gradd）的手上发生了特异性皮炎，之后才知道这是射线引起的。1896年4月美国的丹尼尔（J.Daniel）发表了关于X射线长期照射下引起脱毛和严重皮肤反应的报告。1902年，有报道称X射线引起慢性溃疡进而诱发癌症。1903—1904年，亥耐克（Heineke）发现因X射线的照射，外周血白细胞明显减少。1929—1958年美国的1项调查表明，早年放射科医生的白血病病死率比其他医生高5～10倍，之后，随着防护条件的改善，白血病的发生率也随之下降。1977年，有报道称多次接受X射线胸部透视检查的女性患者，乳腺癌发生率增高；妊娠妇女因诊断需要，腹部受到X射线照射，胎儿出生后白血病发病率增高。Vac-Mahon调查了1947—1954年在美国出生的儿童，认为胎儿期照射是癌症病死率增高的原因之一。

1.2    辐射的危害途径    辐射对人体的危害途径如下。

1.2.1    辐射的生物效应    造成人体生物效应的主要原因是电离辐射的电离和激发作用。电离或激发作用可以造成人体细胞分子发生结构性变化，使蛋白质分子链发生断裂，造成脱氧核糖核酸（DNA）和酶的结构发生改变，进而引起细胞染色体的畸变和基因突变。活细胞核中DNA分子控制着细胞的遗传和再生过程，当DNA分子发生破坏时，细胞虽然生存，但不能分裂，这些细胞直到老死也不能产生接替的新细胞，造成被照射组织功能丧失，产生一系列生理改变。

1.2.2    辐射对细胞的损伤     电离辐射作用于机体，经过原初的理化和生物大分子损害阶段，进而发展到对细胞的损伤。照射剂量不同，射线引起细胞的损伤和变化程度也不同，包括细胞死亡、有丝分裂延迟或抑制等。

1.2.3    辐射诱发恶性肿瘤    辐射致癌原理是指在辐射作用下，细胞染色体发生畸变，染色体发生断裂、缺失、交换等变异或造成细胞基因发生突变，引起细胞DNA合成过程紊乱，导致异常的蛋白质合成为癌细胞的基础。一般认为，辐射致癌是电离辐射对人体主要的远期躯体效应，超剂量照射是致癌的重要因素。辐射致癌常见于造血、甲状腺、乳腺、肺和皮肤等器官组织。

由于辐射损伤了生殖细胞，生殖细胞（精子、卵子）受辐射后，其基因（遗传因子）和染色体可能发生畸形或突变，这种变化导致子代发生遗传性疾患。电离辐射诱发染色体畸变，主要表现为染色体数目和结构上的改变。

1.2.4    辐射对造血系统的影响    造血系统是对辐射敏感性较高的组织之一。辐射作用于机体后，造血器官会出现一系列机能、代谢和形态的改变。细胞和组织可呈退行性改变或坏死。血液细胞不但有数量上的改变，而且还有质量上的改变，例如出现核固缩、核溶解、核碎裂及胞浆出现空泡等，甚至造成炎症，发生水肿或出血等病变。

急性放射病，初期由于骨髓损伤引起细胞成熟加快或骨髓向血中释放细胞数增多，出现细胞数一时性增高。假愈期虽症状有所好转，但造血器官的病变仍在加重，白细胞、血小板呈进行性减少。极期时造血器官损伤达到极点，血中各种细胞数降至最低值。若病情较轻且治疗及时，血中细胞会逐渐升高至正常。

1.2.5    辐射对人眼晶体的影响    人眼晶体对射线比较敏感，辐射对晶体的主要损伤是造成晶体浑浊，形成放射性白内障。电离辐射引发白内障过程大致分3个阶段：1～3周开始出现晶体混浊，7～9周混浊病变明显加重，之后形成典型晶体病变的白内障病理改变。辐射引起晶体浑浊的机制有2种：有人认为，辐射照射眼部造成色氨酸、酪氨酸等代谢发生异常，产生醌类物质，使晶体的水溶性蛋白质变性失去透明性；也有人提出是由于辐射损伤睫状体影响晶体的营养所致。

1.2.6    辐射对皮肤的损伤    放射性皮肤损伤是身体局部受到一次或短时间内多次大剂量外照射所引起的皮肤损伤，包括放射性皮炎、放射性皮肤黏膜溃疡和放射性皮肤癌。

1.2.7    辐射对生殖的影响    性腺对电离辐射非常敏感。对于男性，精原细胞对辐射较为敏感，睾丸受照射后，精子严重减少，导致生育能力低下，甚至可造成永久不育。对于女性，辐射不仅破坏性腺上皮细胞，还影响性激素的产生，性激素的减少是由于滤泡被破坏，使得产生激素的前驱细胞减少，由此引起停经和不育。

1.2.8    宫内照射的有害影响    电离辐射引起的损害因胚胎和胎儿受照射的时期不同而异，产生4种有害效应，即致死效应、致畸效应、致严重智力低下、小头畸形。

1.2.9    辐射对免疫系统的影响    电离辐射对整个机体的免疫反应是抑制的，能抑制非特异性免疫系统，同时也可抑制抗体的形成。机体受电离辐射作用后，非特异免疫系统功能出现不同程度的抑制和障碍。参与特异免疫的细胞主要有淋巴细胞、造血干细胞、单核巨噬细胞以及中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞和血小板等。电离辐射作用于机体时，这些细胞发生不同程度的损伤，因而使特异性免疫功能的不同环节发生障碍。

1.2.10    辐射对锌离子和脑组织的影响    有研究表明，锌转用体（ZnT）可能是介导锌离子进出细胞的“膜受体”，在脑中发挥重要生理功能[1]。同步辐射X射线为探针能获取锌等金属在脑切片中的分布和含量，从而证实辐射X射线能影响脑组织中锌离子的运动，并有望在今后发展中能将该成果用于解释锌等离子对脑功能的作用机制。锌离子参与人体脂肪的代谢，是脑发育过程中不可缺少的微量元素，能够诱导金属硫蛋白（MT）的合成。MT可抗辐射损害，对机体起保护作用。结合上述得出辐射、锌离子、脑组织三者存在双向彼此调节作用。

2    关山产香棒虫草成分检测

关山产香棒虫草检测相关信息：样本来源于当地药农；检测单位为西安国联质量检测技术股份有限公司，位于陕西省西咸新区；数量800株；检测日期为2017年10月6日。

关山产香棒虫草无机物、金属元素检测结果，见表1。关山产香棒虫草整株所含氨基酸构成比，见表2。

3    关山产香棒虫草成分抗辐射机制讨论

3.1    关山产香棒虫草无机物及金属元素抗辐射机制    关山产香棒虫草富含无机物、金属元素等有益物质，可有效对抗辐射。

3.1.1    抗氧化、拮抗自由基    人类健康与机体平衡有关。机体中各类微量元素按一定比例存在，以维持自身生理功能，无机物及微量元素对维持细胞完整和功能起到重要作用。微量元素具有抗氧化作用，可以作为自由基反应的粹灭剂[2]。关山产香棒虫草含有钙、锌、镁、铅、汞、砷、铜等数种无机物和微量元素，单从所含有无机物、微量元素上考虑具有抗氧化、拮抗自由基作用。

3.1.2    稳定血清微量元素    辐射可打破机体无机物、微量元素平衡，影响其分布，人体受到一定辐射后血清中微量元素含量降低。高永等[3]在研究电离辐射对小鼠血清微量元素的影响时發现实验测定的10种微量元素中，锌、镍、锰、铅、镉在辐射后其血清浓度下降。关山产香棒虫草含有多种无机物和微量元素能补充体内丢失部分无机物及微量元素。

3.1.3    调节神经衰弱    随着信息化到来及手机、电脑、医院CT等的普及和应用，电磁辐射对人体健康的影响越来越引起人们关注。有数据显示[4]，生活在电磁辐射污染场磁在7～10 V/m环境中1年以上青年学生易出现脱发、失眠、多梦、烦躁不安、易激动、记忆减退、神经衰弱等问题，其血清中Fe、Zn元素含量明显低于无症状者。有学者提出微量元素对维持中枢神经系统构造和生理功能具有重要作用，如缺锌可引起酶不良造成脱发、精神障碍。关山产香棒虫草含有微量元素、无机物等能够对症治疗神经衰弱，改善脱发、失眠、多梦、激动、记忆力减退等症状。

3.1.4    治療肿瘤    有数据显示[5]，接收Co放射源全身照射，每次照射剂量为1.70 Gy，每周照射1次，照射4周，总量为6.80 Gy，剂量率0.26 Gy/min。肝脏Zn、Cu含量下降。关山产香棒虫草经检测含有Zn、Cu微量元素可补充机体所缺失部分。此外将关山产香棒虫草与冬虫夏草比较[6]，2种虫草所含微量元素、无机物种类相同，对于狼疮性肾炎亦有治疗效果。

3.1.5    生殖系统方面应用    有实验证实2 450 MHz微波对生殖系统有一定的影响，主要表现在致精子畸形、导致流产、影响胚胎吸收等方面。该研究结果表明[7]，当微波强度在108 μW/cm²，连续辐射3周时，小鼠睾丸中的Mn、Zn、Fe、Ca、Cu、Mg 6种微量元素含量降低。关山产香棒虫草经检测含有Ca、Zn、Mg、Pb、Hg、As、Cu与微波照射丢失的无机物、微量元素相一致，从而推断对微波造成精子畸形、流产、影响胚胎吸收等方面有治疗作用。

3.1.6    预防白内障    随着电离辐射白内障的逐渐加重[8]，晶体锌含量逐渐减少，呈明显负相关，这表明微量元素锌在电离辐射白内障发生、发展过程中具有重要意义。经过课题组成员样本测量发现关山产香棒虫草中含有微量元素锌，对辐射引起的白内障有预防作用。

3.2    关山产香棒虫草氨基酸抗辐射机制    氨基酸是生命活动中至关重要的物质之一，脑中重要神经递质与情绪和感觉等有关。长期接收微波辐射后机体分子水平发生变化，引起氨基酸和单胺类递质代谢异常，包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸神经递质浓度过高或利用率降低[9]。关山产香棒虫草经过检测含有诸多氨基酸，其中营养必需氨基酸有赖氨酸、苏氨酸、精氨酸、组氨酸、缬氨酸、亮氨酸6种，生糖氨基酸有丙氨酸、丝氨酸，生糖兼生酮氨基酸有异亮氨酸。辐射可致机体氨基酸代谢紊乱，关山产香棒虫草含有丰富氨基酸，因此从理论上可纠正辐射引起的氨基酸紊乱。

4    总结

随着人类现代文明的进步，医学中辐射问题已成为影响人类健康的双刃剑，应用得当会造福人类、反之会危害人体健康。通过理论分析发现关山产香棒虫草是甘肃省华亭市内发现的新型珍贵中药材，现已明确其药用有效成分，经查阅与冬虫夏草成分有许多相同点并有自身优势。依据检测成分从无机物、微量元素、氨基酸等方面分析关山产香棒虫草具有抗氧化、清除自由基、稳定血清电解质、抑制肿瘤细胞增殖等作用，结合人体病理学纠正氨基酸紊乱、补充人体无机物等。

参考文献

[1]    MCMAHON R T，COUSINS R J.Regulation of the zinc trans-porter ZnT-1 by dietary zinc[J].Proc Natl Acad Sci USA，1998，95（9）：4841-4846

[2]    刘金环.微量元素与辐射损伤[J].微量元素与健康研究，2003，23（3）：45-46.

[3]    高永，郝恩柱，郭毅，等.电离辐射对小鼠血清微量元素的影响[J].中国公共卫生学报，1996，15（2）：93-94.

[4]    孙体健，牛健林，刘晋敏，等.电磁辐射与神经衰弱症患者血清铜铁锌关系的研究[J].微量元素与健康研究，1996，13（2）：15-16.

[5] 王怀珍，张建新，尹协瑜.辐射诱发肿瘤小鼠脏器中微量元素的变化[J].辐射防护通讯，1988（2）：17-20，13.

[6] 慕程，文雯，李娜，等.甘肃关山产香棒虫草治疗狼疮性肾炎的理论探讨[J].甘肃科技，2020，36（12）：127-129.

[7] 王沭沂，陈永娟，陈宇炼.微波辐射对小鼠睾丸中微量元素水平的影响[J].南京医科大学学报，1997，17（5）：448-449.

[8] 祁明信，黄秀榕，马兰，等.实验性电离辐射白内障及其微量元素研究[J].眼科新进展，1990，17（2）：10-13，65.

[9] 李翔，王丽峰，彭瑞云，等.微波辐射对猕猴尿液中氨基酸和单胺类代谢产物的影响[J].军事医学，2011，35（5）：366-368.

（收稿日期：2023-07-06）