李 容 劉良財 王凌星

（1 泉州醫(yī)學高等?？茖W校，泉州 362000；2 福建省晉江市公安局，晉江 362200；3 福建醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院，泉州 362000）

隨著電磁波技術的高速發(fā)展并廣泛應用于通訊、醫(yī)療、軍事和交通等諸多領域，人類生活的環(huán)境充斥著越來越多且越來越復雜的電磁輻射，特別是移動電話的迅猛普及，加之使用者對其的依賴性與日俱增，不可避免地會讓使用者接受手機電磁輻射的劑量大大增加，尤其是胚胎發(fā)育敏感的孕期受到手機輻射對仔代潛在的健康隱患令人堪憂。現(xiàn)今最廣泛使用的民用手機，其工作時的中心頻率（900 MHz）屬于微波范疇。目前報道的動物實驗研究和流行病學調(diào)查結果均顯示中樞神經(jīng)系統(tǒng)是電磁輻射損傷最敏感的系統(tǒng)之一[1]，前額葉位于大腦額葉的最前部，前額葉皮質(zhì)是指除初級運動皮層和次級運動皮層以外的全部額葉皮層，其功能與疼痛[2]、認知[3]和睡眠覺醒[4]等密切相關?，F(xiàn)有的國內(nèi)、外學者對孕期手機輻射暴露對仔代新生鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)健康影響的研究結果尚有爭議，故對其進行研究。

1 材料和方法

1.1 實驗動物和主要試劑

45 只SPF 級 成年SD 大 鼠（雌∶雄=2∶1），上海斯萊克實驗動物有限公司SCXK（滬）2012-0002。常規(guī)化學試劑由上海國藥生物公司提供。

1.2 動物分組和處理

按傳統(tǒng)方法參照文獻進行交配[5]。15 只孕鼠隨機分為3 組，每組5 只：空白對照組（常規(guī)飼養(yǎng)，不輻射）、低強度輻射組（21 d 全身輻射，6 h/d）和高強度輻射組（21 d 全身輻射，12 h/d）。輻射時手機持續(xù)置于籠頂處于通話狀態(tài)，中心工作頻率為90 MHz。稱孕第1 天和20 天孕鼠（臨產(chǎn)前）和出生后24 h 內(nèi)的新生鼠體質(zhì)量。每窩隨機留取3 只（即每組15 只）新生鼠，隨機取5 只在乙醚麻醉下進行灌注后取前額葉皮質(zhì)甲醛溶液固定待H-E 染色觀察微細結構，余10 只斷頸處死取前額葉皮質(zhì)置電鏡保存液中備電鏡觀察超微結構。

1.3 H-E 染色觀察微細結構

固定脫水后的新生鼠前額葉皮質(zhì)，石蠟包埋；切片，置于60 ℃烘箱中烤1～2 h；常規(guī)二甲苯、乙醇脫蠟至水；蘇木精染色8 min（37 ℃）；流水沖洗30 s 去余色；0.7%鹽酸乙醇分化5 s，流水沖洗、變藍約10 min；7.90%乙醇25 s；伊紅染 25 s；雙蒸水沖洗10 s，75%乙醇15 s →85%乙醇15 s →95%乙醇20 s →100%乙醇20 s，石碳酸二甲苯20 s →二甲苯20 s；封片，倒置鏡下拍照觀察。

1.4 電鏡制樣觀察超微結構

按要求在倒置顯微鏡下取新生鼠前額葉皮質(zhì) 1 mm×1 mm×1 mm 組織小塊；3%戊二醛-1.5%多聚甲醛-0.1mol/L PBS（pH7.2）4 ℃前固定數(shù)天（2 h 以上）；0.1 mol/L PBS（pH7.2）漂洗3 次；1%鋨酸-1.5%亞鐵氰化鉀4 ℃后固定2 h；0.1 mol/L PBS（pH7.2）漂洗3 次；乙醇-丙酮脫水；浸透，無水丙酮+環(huán)氧樹脂618 包埋劑包埋；修塊，半薄切片，定位；UC-6 型Leica 超薄切片機切成超薄的100 nm切片，經(jīng)醋酸鈾和檸檬酸鉛分別染色8～ 15 min后，蒸餾水水洗；在EM208型Philips透射電鏡下觀察攝片。應用多功能彩色圖像分析系統(tǒng)對突觸間隙、突觸后致密物厚度以及致密物長度定量檢測。

1.5 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 20.0 軟件進行統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)以±s來表示，主要采用t檢驗和方差分析。

2 結果

2.1 孕鼠及新生鼠體質(zhì)量情況

2 個輻射暴露組和空白對照組孕鼠在孕期外觀及飲食活動情況無明顯異常。2 個輻射暴露組和空白對照組的母鼠在孕第1 天和孕第20 天體質(zhì)量（表1），同期在各組間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

表1 微波輻射暴露期孕鼠體重變化（n=5，±s，g）Tab1 Changes in body weight of pregnant rats exposed to microwave radiation（n=5，±s，g）

表1 微波輻射暴露期孕鼠體重變化（n=5，±s，g）Tab1 Changes in body weight of pregnant rats exposed to microwave radiation（n=5，±s，g）

Group 1 d 20 d Blank control group 289.84±17.29 399.87±16.79 Low intensity radiation group 301.26±16.33 415.72±19.92 High intensity radiation group 295.49±20.68 402.33±24.55

新生鼠全部自然分娩，未發(fā)現(xiàn)死產(chǎn)?？瞻讓φ战M、低強度輻射組、高強度輻射組出生后24 h內(nèi)的體質(zhì)量依次為（8.34±0.26）、（8.29±0.17）、（8.40±0.25）g，各組間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

2.2 新生鼠前額葉皮質(zhì)微細結構

空白對照組（圖1A）為正常腦前額葉皮質(zhì)微細結構，細胞有序整齊、層次分明。輻射暴露組（圖1B、C）主要表現(xiàn)為神經(jīng)元皺縮、變性、壞死、脫落、排列紊亂，呈三角形或不規(guī)則形，核固縮、深染，血管淤血，血管周間隙增寬。

2.3 新生鼠前額葉皮質(zhì)超微結構

2.3.1 神經(jīng)細胞 空白對照組（圖2A1）細胞形態(tài)良好，胞膜光滑連續(xù)，胞核規(guī)則，細胞器結構和數(shù)量正常。低強度輻射組（圖2B1）細胞整體形態(tài)尚好，胞膜粗糙，胞質(zhì)內(nèi)次級溶酶體空泡化（a1）。高強度輻射組（圖2C1）細胞形態(tài)不規(guī)則，胞質(zhì)均勻化，細胞器大部分流失，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增生擴張呈囊性改變、脫顆粒（b1），線粒體空泡樣變（c1）。

2.3.2 髓鞘 空白對照組（圖2A2）髓鞘螺旋包繞軸索，板層排列致密、均勻連續(xù)（a2）。低強度輻射組（圖2B2）髓鞘板層松解、染色變淺（b2），有髓纖維變形。高強度輻射組（圖2C2）髓鞘扭曲變形、部分斷裂（c2），胞質(zhì)內(nèi)細胞器溶解模糊。

2.3.3 定量檢測 對突觸間隙、突觸后致密物厚度及致密物長度定量檢測結果見表2。

圖1 新生鼠前額葉皮質(zhì)H-E 染色，bar=50 μmFig 1 H-E staining of the prefrontal cortex of newborn rats，bar=50 μm

圖2 新生鼠前額葉皮質(zhì)電鏡圖片，bar=2 μm Fig 2 Electron microscope images of the prefrontal cortex of newborn rats，bar=2 μm

表2 孕期微波輻射暴露新生鼠前額葉皮質(zhì)神經(jīng)元突觸超微結構定量分析（n=10，±s，nm）Tab 2 Quantitative analysis of ultrastructure of neuron synapse in the prefrontal cortex of newborn rats exposed to microwave radiation during pregnancy（n=10，±s，nm）

表2 孕期微波輻射暴露新生鼠前額葉皮質(zhì)神經(jīng)元突觸超微結構定量分析（n=10，±s，nm）Tab 2 Quantitative analysis of ultrastructure of neuron synapse in the prefrontal cortex of newborn rats exposed to microwave radiation during pregnancy（n=10，±s，nm）

*P＜0.05 vs blank control group；△P＜0.05 vs low-intensity radiation group

Group Synaptic cleft Density thickness Density length Blank control group 19.9±1.22 16.98±1.85 379.16±20.11 Low-intensity radiation group 27.49±3.51* 35.43±3.62* 481.35±19.43*High-intensity radiation group 31.92±1.93*△ 51.52±1.94*△ 533.24±17.38*△

3 討論

微波是一種頻率范圍在300 MHz～300 GHz的電磁波，而目前被廣泛使用的數(shù)字手機在通話狀態(tài)時的中心頻率為900 MHz，屬于微波范疇。國內(nèi)、外學者圍繞電磁輻射對機體的實驗研究和流行病學調(diào)查報道的結果不盡相同，如Guilbaud 等[6]通過實驗得出孕早期（孕1～3月）電磁輻射暴露不會增加子代流產(chǎn)、發(fā)育遲緩、畸形甚至死胎的風險。但大部分研究者認為孕期電磁輻射暴露會導致仔代健康受到損害，如Li、Yilmaz、Lu、Haghani 和Razavinasab 等[7-11]通過實驗分別得出孕期微波輻射暴露會使仔代發(fā)生肥胖的幾率增高、造成永久性的肝毒性、增加出生時低體重兒的風險、對蒲肯野神經(jīng)細胞的電生理性能產(chǎn)生不利影響和能改變子鼠腦CA1 區(qū)神經(jīng)細胞固有的生理特性；Aldad 等[12]對小鼠宮內(nèi)微波輻射模型進行研究，結果仔鼠活動過度、前額葉皮質(zhì)中谷氨酸能突觸功能受損，通過全細胞膜片鉗記錄的突觸后電流顯示神經(jīng)元的發(fā)育程序發(fā)生改變，提示產(chǎn)前使用手機和兒童發(fā)生注意缺陷多動障礙之間可能有相關性，且有研究表明臨床常用于治療多動障礙的藥物派醋甲酯可改變前額葉皮質(zhì)中突觸的可塑性，推測孕期微波輻射暴露可能導致前額葉皮質(zhì)神經(jīng)元和突觸形態(tài)結構發(fā)生改變。

前期研究[13]為預期能得出結果提示了實驗設計方向，故動物實驗模型設計了1 個極限高強度（21 d，24 h/d）輻射組。但實際中孕婦不可能整個孕期每天24 h 持續(xù)使用手機，因此基于前期實驗結果的基礎，本實驗設計了1 個低強度輻射組（21 d，6 h/d）和高強度輻射組（21 d，12 h/d），這樣更符合實際。

本實驗結果顯示：孕鼠和新生鼠體質(zhì)量各組間未見顯著差異，并未出現(xiàn)流產(chǎn)、宮內(nèi)發(fā)育遲緩、死胎和畸形等，說明孕期微波輻射暴露在宏觀上并未表現(xiàn)出異常，這一結果與Guilbaud 等[6]的報道一致，但這一結論并不表明器官的微細和超微結構不發(fā)生改變。觀察新生鼠前額葉皮質(zhì)的微細結構，2個輻射暴露組的神經(jīng)元出現(xiàn)排列紊亂、脫落和壞死等，說明孕期微波輻射暴露導致新生鼠前額葉皮質(zhì)神經(jīng)元微細結構改變；從對新生鼠前額葉皮質(zhì)的超微結構看，2 個輻射組的突觸間隙、突觸后致密物厚度和寬度，與空白對照組相比顯著增寬、增厚和增長；高強度輻射組的突觸間隙、突觸后致密物厚度和寬度，與低強度輻射組相相比顯著增寬、增厚和增長，神經(jīng)細胞和髓鞘也隨著輻射強度的增加，出現(xiàn)了形態(tài)結構的損傷。

不足與展望：（1）實驗動物造模還有待改進，本實驗是對孕鼠全身輻射，而實際中孕婦使用手機多靠近頭部，故以后可期造模時將手機固定在孕鼠頭部；（2）本實驗結果得出新生仔鼠前額葉皮質(zhì)微細和超微結構的改變，但其具體機制尚不清楚，以期進一步探討研究；（3）器官功能是由形態(tài)結構決定的，形態(tài)結構的損傷，勢必會導致功能的改變，今后的實驗研究可增加對神經(jīng)系統(tǒng)相應功能的活體檢測；（4）此研究結果為評估孕期微波輻射暴露風險提供初步依據(jù)和參考。