耿 淼,王觀筠,王子乾,吳陽勛,邱 雅,陳紅艷,羅 蕓,賈建軍,姚樹林，尹 彤

(1.解放軍總醫(yī)院第二醫(yī)學(xué)中心老年醫(yī)學(xué)研究所/國家老年疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，北京 100850；2.解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心，北京 100850)

隨著科技的發(fā)展，電子戰(zhàn)和網(wǎng)絡(luò)信息成為了新的軍事領(lǐng)域，針對越來越多的雷達掃描、衛(wèi)星制導(dǎo)以及無人操控，電子對抗部隊成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的主力軍，但電子對抗中電磁輻射對作業(yè)人員帶來的負性效應(yīng)也越來越突出，深入開展各類電磁環(huán)境對作業(yè)人員的健康影響的相關(guān)研究，制定更有針對性的防護政策，保障作業(yè)人員的身心健康是軍事醫(yī)學(xué)關(guān)注的重點。氧化應(yīng)激是由于機體受內(nèi)、外源性刺激產(chǎn)生大量自由基，如活性氧(reactive oxygen species，ROS)、一氧化氮(nitric oxide,NO)等，超出了機體抗氧化酶及體內(nèi)抗氧化劑的清除能力而導(dǎo)致的一種機體應(yīng)激反應(yīng)，氧化應(yīng)激被認為是導(dǎo)致衰老和疾病的一個重要因素[1]。電磁輻射中電離輻射能夠直接誘導(dǎo)生物體發(fā)生電離反應(yīng)生成自由基，非電離輻射雖不能直接導(dǎo)致生物體產(chǎn)生自由基，但可通過影響自由基的分布和維持自由基代謝的酶類，干擾機體自由基代謝的動態(tài)平衡[2]。有研究報道，電磁輻射產(chǎn)生過量的自由基是引起細胞毒性損傷靶器官的關(guān)鍵[3-4]。因此，對電磁暴露環(huán)境作業(yè)人員體內(nèi)氧化應(yīng)激水平進行系統(tǒng)研究，是進一步制定抗氧化干預(yù)措施的關(guān)鍵。本研究通過對電子對抗部隊電磁暴露環(huán)境中作業(yè)人員的氧化應(yīng)激指標進行檢測，明確長期在電磁暴露環(huán)境中作業(yè)人員機體的氧化應(yīng)激水平，為進一步制定更有針對性的防護及干預(yù)措施提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究選取某電子對抗部隊工作人員為研究對象，按照其工作環(huán)境分為高頻電磁暴露組(連續(xù)從事至少1年以上與高頻電磁輻射有關(guān)的工作人員)與對照組(不接觸高頻電磁輻射環(huán)境且工作時間至少1 年以上的工作人員)，排除有慢性疾病史、嚴重肝腎疾病、自身免疫系統(tǒng)疾病或遺傳性疾病、有毒物質(zhì)接觸史以及近1周內(nèi)患有感染性疾病者，所有入組人員均簽署知情同意書，各項目調(diào)查人員經(jīng)統(tǒng)一培訓(xùn)。本研究最終納入工作人員456例，其中暴露組228例，對照組228例，2組工作人員年齡、性別、BMI及工作時間比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 2組一般資料比較(n=228)

1.2 電磁環(huán)境監(jiān)測

本研究選取高頻電磁輻射工作區(qū)域內(nèi)的8個檢測點(包括2個電磁屏蔽點，6個非屏蔽點)進行電磁場強的檢測，每個檢測點連續(xù)測量2～3次。測量采用清華大學(xué)自主研制的D-Dot傳感器(頻率帶寬為1 MHz～2 GHz，電場強度動態(tài)范圍為10～50 kV/m)。參考IEEE Std C93.5對等效平面波功率密度進行計算，依照標準《電磁環(huán)境控制限值》(GB8702-2014)對電磁輻射強度進行評價。每次測量前，均在清華大學(xué)的電磁脈沖環(huán)境和效應(yīng)實驗室對傳感器進行校準，不確定度校準值為0.3 dB。

1.3 外周血氧化應(yīng)激指標檢測

收集所有研究對象5 mL空腹外周靜脈血，置于EDTA管(VACUETTE?真空采血管)中，即刻離心后冷藏保存，采用南京建成科技有限公司提供的試劑盒檢測脂質(zhì)過氧化物丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、還原型谷胱甘肽(glutathione，GSH)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase,GST)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase，LDH)活性，所有操作均嚴格按照標準進行。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 暴露環(huán)境的電磁頻率和強度

本研究暴露組工作人員所處的電磁環(huán)境頻段主要在5.5 MHz～1.84 GHz，介于高頻至特高頻之間，包含超短波及微波，屬于射頻電磁場，但仍以微波輻射為主。屏蔽點內(nèi)的功率密度最低小于1.15×10-4W/m2，最高可達14 W/m2；在設(shè)備附近開放區(qū)域的功率密度最低為1.82 W/m2，最高可達535.17 W/m2。開放及部分屏蔽區(qū)域的功率密度均高于《電磁環(huán)境控制限值》(GB8702-2014)的標準值0.40 W/m2。

2.2 暴露環(huán)境中氧化應(yīng)激指標的改變

氧化應(yīng)激指標檢測結(jié)果顯示，暴露組工作人員的GSH水平高于對照組，MDA水平低于對照組,差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；2組GSH-Px、GST、SOD、LDH水平比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

表2 2組氧化應(yīng)激指標比較

3 討論

電子對抗部隊主要通過電磁頻譜這一特殊領(lǐng)域與敵進行較量，因此相關(guān)的作業(yè)崗位多暴露于高頻電磁環(huán)境下，明確電磁環(huán)境給工作人員帶來的影響并制定有效的防護措施，是保障電子對抗部隊工作人員戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵。近年圍繞電磁輻射對機體氧化應(yīng)激的影響研究越來越多，電磁暴露環(huán)境中雌鼠卵巢組織與雄鼠睪丸組織氧化應(yīng)激水平顯著增高，導(dǎo)致卵巢結(jié)構(gòu)損傷及精子質(zhì)量下降，誘發(fā)生育力降低[5-6]；Esmekaya等[7]發(fā)現(xiàn)900 MHz電磁輻射導(dǎo)致大鼠心臟、睪丸、肺、肝組織的氧化應(yīng)激損傷，表現(xiàn)為MDA、NO生成增加，GSH-Px活性降低。射頻電磁輻射主要通過氧化應(yīng)激反應(yīng)對神經(jīng)系統(tǒng)造成損害[8]；而極低頻電磁場可能具有抗氧化和神經(jīng)保護作用，手機射頻電磁場減少了過氧化氫誘導(dǎo)原代星形膠質(zhì)細胞的ROS的生成，其可能機制是通過抑制過氧化氫誘導(dǎo)絲裂原活化p38蛋白激酶的磷酸化[9]。以往的研究雖已證實，電磁輻射產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)主要是通過激活活性氧系統(tǒng)來完成[10-11]，磁場強度、電磁波的類型及暴露時間都能影響氧化應(yīng)激水平[12],但相關(guān)研究多限于細胞及動物水平，對于人群研究較少，因此系統(tǒng)地研究電磁暴露環(huán)境中作業(yè)人員的氧化應(yīng)激水平，是制定有效防護及干預(yù)措施的關(guān)鍵。

本研究中電子對抗部隊暴露組工作人員所處的電磁環(huán)境頻段主要在5.5 MHz～1.84 GHz，位于高頻至特高頻之間，屬于射頻電磁場，以微波輻射為主。本研究采用GSH、GSH-Px、MDA、GST、SOD、LDH等氧化應(yīng)激指標檢測工作人員體內(nèi)氧化應(yīng)激水平，結(jié)果顯示，與對照組比較，暴露組工作人員GSH水平較高，MDA水平較低,而其他指標均無差異。GSH主要在肝內(nèi)合成，是機體內(nèi)一種強抗氧化劑，具有很好的消除自由基的作用，是細胞抗氧化防御系統(tǒng)的主要成分，具有維持細胞正常代謝、調(diào)節(jié)機體免疫應(yīng)答等重要生理功能[13]。MDA是自由基引起脂質(zhì)過氧化后形成的分解產(chǎn)物，可作為組織氧化損傷的標志物之一，反映體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度，在許多慢性疾病中都觀察到MDA水平升高[14]。本研究中暴露組工作人員GSH水平較高，MDA水平較低，提示本研究中的電磁暴露環(huán)境并未引起暴露人員體內(nèi)氧化應(yīng)激水平的變化。年齡增加可能是電磁誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的一個危險因素，50 Hz ELF-MF暴露10 d對抗氧化活性的影響研究顯示，與3月齡大鼠相比，19月齡大鼠的抗氧化能力較弱，暴露于電磁環(huán)境中的年輕鼠具有更強的抗氧化酶防御能力，以抵抗由ELF-MF介導(dǎo)的氧自由基的增加[15]。機體的適應(yīng)性和自我修復(fù)能力，是機體抵抗電磁輻射誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的關(guān)鍵，2 100 MHz射頻輻射對大鼠大腦的影響實驗顯示，與對照組相比，暴露組暴露10 d 后大腦的氧化性DNA損傷增加，而暴露40 d后氧化性DNA損傷減少，同時MDA濃度降低[16]。上述研究證明除了暴露的持續(xù)時間和劑量外，年齡及機體的調(diào)節(jié)能力是對抗應(yīng)激的防御機制的關(guān)鍵因素，防御和調(diào)節(jié)能力隨著年齡的增長而下降。本研究隊列人群相對較為年輕，機體的適應(yīng)能力及調(diào)節(jié)能力較強，因此電磁暴露環(huán)境中的工作人員并未顯示出明顯的氧化應(yīng)激反應(yīng)。

本研究觀察到電子對抗部隊中電磁暴露環(huán)境并未誘導(dǎo)相關(guān)工作人員機體的氧化應(yīng)激反應(yīng)，推測年齡可能是機體對抗電磁輻射的保護因素，但本研究中缺少不同年齡組的電磁輻射相關(guān)分析，相關(guān)結(jié)論尚需進一步研究證實。