安多霖对微波辐射致大鼠脑损伤的预防作用研究.doc

安多霖对微波辐射致大鼠脑损伤的预防作用研究任俊辉彭瑞云张静李静高亚兵王水明董霁左红艳苏镇涛周红梅军事医学科学院放射与辐射医学研究所，北京【摘要】目的：探讨安多霖对微波辐射致大鼠脑损伤的预防作用。方法：140只二级雄性Wistar大鼠随机分为5组：健康对照组、辐射对照组、低浓度(0.75gkg-1d-1)预防组、中浓度(1.5gkg-1d-1)预防组及高浓度(3gkg-1d-1)预防组。预防组每日1次灌胃给予安多霖溶液，连续给药2周。给药结束后采用30mW/cm2微波辐射大鼠15min。于处理后6h、7d和14d，采用Morris水迷宫检测大鼠学习和记忆能力，高效液相色谱检测海马氨基酸类神经递质含量，光镜和电镜观察海马组织学和超微结构变化。结果：微波辐射后7d内，大鼠学习和记忆能力下降(F=0.000O.043，P0.05)；微波辐射后6h，4种氨基酸类神经递质含量均降低，其中谷氨酸、甘氨酸及-氨基丁酸降低明显(F=0.0000.007，P0.01)；微波辐射后6h、7d，海马组织水肿，神经元变性；神经元线粒体肿胀、空化，内质网扩张，突触间隙模糊，血管周间隙增宽。低浓度预防组上述变化与辐射对照组相似。中浓度和高浓度预防组微波辐射后7d内，大鼠学习和记忆能力损伤不明显，两者与辐射对照组相比，差异有统计学意义(F=0.0150.028，P0.05)；微波辐射后6h，4种氨基酸类神经递质含量均无明显下降，其中谷氨酸含量接近正常，两者与辐射对照组比，差异有统计学意义(F=0.0000.042，P0.05)；微波辐射后6h、7d，海马组织无明显损伤。结论30mW/cm2微波辐射可引起大鼠学习和记忆能力下降、海马氨基酸类神经递质代谢紊乱及海马组织学和超微结构损伤；1.5和3gkg-1d-1安多霖对微波辐射致大鼠脑损伤有预防作用。1.5gkg-1d-1安多霖为预防微波辐射致大鼠脑损伤的有效剂量。【关键词】安多霖微波大鼠脑损伤预防微波辐射具有广泛的生物学效应，中枢神经系统是微波辐射最为敏感的靶部位。有研究表明，lO65mW/cm2微波辐射可抑制大鼠海马长时程增强(LTP)，造成学习和记忆功能下降1-2。5100mW/cm2微波辐射可引起氨基酸类神经递质代谢紊乱、脑组织学和超微结构损伤3-6。但目前尚无有效的防治药物。安多霖(AduolaFuzhenglin，ADL)为复方中草药，可防治电离辐射损伤，并能增强机体免疫力且无不良反应。本研究拟探索安多霖对微波辐射致大鼠脑损伤的预防作用，为安多霖预防微波辐射损伤的临床应用奠定基础。1材料与方法1.1实验动物与分组：二级Wistar雄性大鼠140只，体重(20010)g，56周龄，由军事医学科学院实验动物中心提供。将动物随机分为5组：健康对照组25只、辐射对照组25只、低浓度(0.75gkg-1d-1)预防组30只、中浓度(1.5gkg-1d-1)预防组30只及高浓度(3gkg-1d-1)预防组30只。1.2给药方法：预防组灌胃给予安多霖溶液，每天1次，连续2周。给药量分别为0.75、1.5和3gkg-1d-1。健康对照组及辐射对照组每日灌胃给予等体积的蒸馏水。1.3辐射方法：采用军事医学科学院微波辐射源进行全身均匀辐射，平均功率密度为30mW/cm2。给药结束后进行辐射1次，辐射时间为15min。1.4大鼠学习和记忆能力检测：分别在辐射后6h、l、2、3、4、7和14d采用Morris水迷宫检测大鼠学习和记忆能力，以平均逃避潜伏期作为观测指标。1.5氨基酸类神经递质测定：取海马组织，按lL/100g组织比例加入lO磺基水杨酸，高速分散器匀浆，以上过程均在冰浴中进行。427000g离心20min。取20l上述上清，加100l衍生试剂衍生后，采用美国惠普公司高效液相色谱仪检测海马谷氨酸(GLU)、天冬氨酸(ASP)、-氨基丁酸(GABA)和甘氨酸(GLY)4种氨基酸的含量。1.6光镜观察：动物分别于停药(辐射)后6h、7和14d，经腹腔注射1戊巴比妥钠(30mg/kg)麻醉后断头，取脑，10甲醛固定1周后，常规脱水、透明，石蜡包埋，5m厚制片，HE染色。1.7电镜观察：取海马组织lmm3，经2.5戊二醛和1锇酸固定后，制作超薄切片，醋酸铀和柠檬酸铅双重染色，Philip-CMl20型(德国飞利浦公司)透射电镜观察。1.8统计学处理：数据以均数标准差(s)表示。采用SPSS13.0软件进行单因素方差分析。P0.05为差异有统计学意义。2结果2.1大鼠学习和记忆能力的变化：从表l可见，5组大鼠随着训练次数增加，平均逃避潜伏期缩短，表明各组大鼠在学习训练中寻找平台能力逐步增强。微波辐射后6h7d，与健康对照组比较，辐射对照组和低浓度预防组平均逃避潜伏期均明显延长；中浓度和高浓度预防组与健康对照组比较，平均逃避潜伏期无明显延长；高浓度预防组与辐射对照组比较，平均逃避潜伏期明显缩短。2.2大鼠海马组织中氨基酸类神经递质含量变化：由表2可见，微波辐射后6h，与健康对照组比较，辐射对照组4种氨基酸递质含量均降低，除ASP外，差异均有统计学意义；低浓度预防组递质含量有所降低，其中GLU降低明显；中浓度和高浓度预防组递质含量基本正常。微波辐射后7d，辐射对照组4种氨基酸递质含量基本恢复正常。表l安多霖对30mW/cm2微波辐射后不同停药时间大鼠平均逃避潜伏期的影响(S,s)组别大鼠数6h1d2d3d4d7d14d健康对照组1024.633.7325.003.6614.362.1514.562.5912.822.8813.453.3110.132.52辐射对照组1035.636.03a25.752.9126.235.77a18.882.6114.602.9417.552.78a12.540.49低浓度预防组1031.999.17a20.832.8920.254.53ab15.885.169.332.5317.123.75a13.814.14中浓度预防组1031.173.65a26.368.2022.866.13a12.584.4118.242.8515.111.1714.297.70高浓度预防组1027.113.46b18.516.84b20.774.53ab16.504.7017.662.7514.242.82b13.623.68注：a与健康对照组比较，F=0.0000.043，P0.05；b与辐射对照组比较，F=0.0150.028，P0.05表2安多霖对30mW/cm2微波辐射后不同停药时间大鼠海马组织中氨基酸类神经递质含量的影响(ngmg，s)组别大鼠数6hASPGLUGLYGABA健康对照组53.900.4414.962.133.990.438.681.45辐射对照组53.460.2111.021.14b2.770.49b6.511.22b低浓度预防组53.830.2011.350.72b3.800.34b8.680.75a中浓度预防组54.630.93a14.221.61a3.401.067.231.53高浓度预防组55.100.67a13.230.99a3.210.447.290.50组别大鼠数7dASPGLUGLYGABA健康对照组53.510.3112.111.403.590.196.930.38辐射对照组53.770.2214.400.822.880.38b6.490.58低浓度预防组54.250.4912.941.224.290.588.271.08中浓度预防组55.020.3417.781.333.580.466.630.63高浓度预防组54.580.6615.684.003.700.97a9.024.29组别大鼠数14dASPGLUGLYGABA健康对照组54.100.3713.652.113.610.567.140.94辐射对照组54.300.1814.321.013.930.507.810.70低浓度预防组53.860.1011.360.713.990.407.491.05中浓度预防组55.570.4217.022.214.250.517.550.94高浓度预防组54.921.0316.045.924.251.459.605.20注：a与辐射对照组比较，F=O.000O.042，PO05；b与健康对照组比较，F=0.000O.007,PO0l2.3大鼠海马组织病理改变(1)组织学改变：30mW/cm2微波辐射后6h，海马神经元见核固缩深染，呈三角形或不规则形，胞质嗜酸性增强，血管周围间隙增宽。低浓度预防组病理改变与辐射对照组相似。中浓度和高浓度预防组神经元核固缩深染少见，血管周围间隙轻度增宽。辐射后7d，海马神经元核固缩深染明显增多，血管周围间隙明显增宽(图1a)。中浓度和高浓度预防组神经元核固缩深染少见，血管周围间隙轻度增宽(图1b)。7d时最显著，14d已趋于恢复。(2)超微结构改变：30mW/cm2微波辐射后7d，辐射对照组海马神经元线粒体肿胀、空化，内质网扩张(图2a)，突触间隙模糊(图3a)，胶质细胞肿胀，血管周围间隙增宽。中浓度和高浓度预防组海马神经元线粒体轻度肿胀，内质网轻度扩张(图2b)，突触间隙稍模糊(图3b)，胶质细胞轻度肿胀，血管周围间隙轻度增宽。3讨论微波辐射可造成生物体多器官多系统损伤7，其中中枢神经系统对微波辐射尤为敏感8-9。但目前微波辐射仍以物理防护为主10，有关药物防治的文献报道少见。本课题组前期研究证明，安多霖对微波辐射致脑损伤有明确的治疗作用11。安多霖是从植物中提取出的一种强抗辐射物质，配以鸡血藤、黄芪制成的中药制剂，可防治电离辐射损伤，并能增强机体免疫力，且无不良反应12-13。本研究结果显示，辐射对照组大鼠学习和记忆能力下降、海马氨基酸类神经递质含量减少、海马组织水肿、神经元变性、线粒体肿胀、内质网扩张、突触间隙模糊等。中浓度和高浓度预防组大鼠学习和记忆能力无明显下降，海马氨基酸类神经递质含量基本正常，海马组织学和超微结构无明显损伤。学习和记忆功能是脑的重要功能，海马氨基酸类神经递质代谢与学习和记忆功能密切相关，而在中枢神经系统中海马对微波辐射尤为敏感，通过预防性给予安多霖，避免了微波辐射对脑的损伤。另有其他研究发现，牛磺酸、维生素E、硒和天然植物成分Ginkgobiloba等可通过对自由基的清除14-17,在一定程度上有改善微波对神经细胞的损伤作用。还原型谷胱甘肽、l，6-二磷酸果糖、微量元素、芩丹扶正胶囊等对微波辐射脑损伤有一定的防治作用，但防治效果都还不理想18-21。本研究结果为今后安多霖的临床应用奠定了基础，也为微波辐射药物预防特别是中药预防给出了一个新的发展方向。但安多霖对微波辐射致大鼠脑损伤的预防机制还不清楚，尚待进一步研究。【参考文献】1李焕英，张东辉，谢国强,等手持移动电话微波辐射对心脑功能的影响中华劳动卫生职业病杂志，2007，25(4)：233-2342赵亚丽，彭小东，杨玉华,等2450MHz微波辐射对大鼠海马长时程增强和脑组织脂褐素的影响航天医学与医学工程，2004，17(2)：lll-1133王丽峰彭瑞云，胡向军，等微波辐射对大鼠海马突触结构和功能的影响中华劳动卫生职业病杂志，2007，25(4)：211-214.4王旭，胡向军，彭瑞云,等高功率微波辐射对大鼠脑内神经递质及全身儿茶酚胺代谢的影响中国临床康复，2006，10(30)：92-945王丽峰，彭瑞云,胡向军，等HPM对大鼠大脑结构及其神经递质的影响中国公共卫生，2005,21(9)：1059-10606谢燕，江海洪，龚茜芬，等微波对脑皮层及海马线粒体超微结构及mtTFAmRNA表达的影响中华劳动卫生职业病杂志，2004，22(2)：104-1077彭瑞云，王德文军事医学病理学北京：高等教育出版社，20088杨瑞，彭瑞云微渡对中枢神经系统影响的研究进展国外医学卫生学分册，2004，3l(2)：73-769DAndreaJA，ChouCK，JohnstonSA，etal.Microwaveeffectsonthenervoussystem.Bioelec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