（人体解剖与组织胚胎学专业论文）工频磁场对胎鼠大脑皮质神经元的影响.pdf

山东大学硕士学位论文 符号说明 英文缩写英文全称中文全称 t e m t r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p y s e m s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p y c n sc e n t r a ln e r v o u ss y s t e m d m e md u l b e c c o sm o d i f i e de a g l e sm e d i u m f b sf e t a lb o v i n es e r u m m t t 3 【4 ，5 一d i m e t h y l t h i a z o l - 2 - y 1 - 2 ，5 - d i p - 一h e n y l t e t r a z o l i u m d m s o d i m e t h y ls u l f o x i d e m a p 2m i c r o t u b u l e a s s o c i a t e dp r o t e i n - 2 p b s p h o s p h a t eb u f f e r e ds a l i n e h 0 3 3 3 4 2h o e c h s t 3 3 3 4 2 p i p r o p i d i u mi o d i d e 透射电子显微 镜 扫描电子显微 镜 中枢神经系统 d u l b e c c o s 改 良培养基 胎牛血清 溴化3 4 ，5 二 甲基噻唑 基2 】2 ，5 二苯 基四唑 二甲基亚砜 微管相关蛋白 磷酸盐缓冲生 理盐水 碘化丙啶 9 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论文作者签名：猛鲎 e t期：砌孑5 、巧 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：叠堕导师签名：日期：型堕5 ，万 山东大学硕士学位论文 工频磁场对胎鼠大脑皮质神经元的影响 专业：人体解剖与组织胚胎学 硕士研究生：张莹 导师：李伯勤 摘要 研究目的： 随着电力事业的飞速发展和各种电器设备的广泛应用，人们生活空间中所接 触到的工频磁场辐射日益增多。许多研究表明工频磁场是危害性非常大的污染 源，严重影响人体健康。因此，工频磁场的生物效应便成为生物电磁学领域的一 个重要课题。 在人体各系统中，中枢神经系统是对电磁辐射最敏感的系统，神经元是神经 系统结构和功能的基本单位，要深入探讨工频磁场对神经系统的生物学作用，就 必须开展工频磁场对神经元作用的研究。工频磁场对神经元的生物学效应是磁场 和神经元共同作用的结果，是与两者的参数密切相连的。工频磁场的强度、作用 时间，接受磁场作用的神经元的来源、部位、生长状态等参数都是影响工频磁场 生物学效应的主要因素。 本课题对体外培养胎鼠皮质神经元施加工频磁场辐射，旨在探讨工频磁场 、 、 ( 5 0 - - - 6 0 h z ) 对胎鼠皮质神经元的损伤效应，并综合分析其可能机制。 山东大学硕士学位论文 研究方法： ， 以w i s t a r 孕大鼠1 3 5 一- - 1 4 d 的胚胎原代培养的大脑皮质神经元为实验材料。神 经元培养4 8 h 后，随机分为对照组和实验组，对实验组神经元施加工频磁场辐射， 主要参数选择：重复频率5 0 h z 、平均场强0 3 m t ，3 0 m i n 次，3 & d ，共2 d 。辐射 完毕1 2 h 后，分别对对照组和实验组神经元进行以下检n - 1 细胞形态学观察： ( 1 ) 倒置显微镜观察：在倒置显微镜下观察神经元的生长情况。 ( 2 ) 透射电子显微镜观察：辐射完毕1 2 h 后，3 戊二醛预固定1 0 m i n ，用 细胞刮刮下细胞并转移到离心管中，经离心、固定、脱水、包埋、切片、染色等 处理，j e m 1 2 0 0 e x 型透射电子显微镜观察记录。 ( 3 ) 扫描电子显微镜观察：将细胞接种于预置盖玻片的培养板中，辐射完 毕1 2 h 后，2 5 戊二醛前固定，用o 1 m o u l 磷酸缓冲液冲洗数次，1 锇酸后固 定，再用乙醇梯度脱水，醋酸异戊酯置换，二氧化碳临界干燥，高真空蒸发仪喷 镀，扫描电子显微镜观察记录。 2 相对存活率测定：四甲基偶氮噻唑蓝比色法( m t t ) 测定实验组神经元的 相对存活率。 3 细胞死亡的检测：采用h 0 3 3 3 4 2 、p i 荧光双染的方法观察对照组和实 验组的细胞死亡情况。 4 流式细胞术测定神经元胞浆内游离c a 2 + 浓度的变化：收集细胞，加 f l u 0 3 a m 至终浓度为1 0 i t m o l l ，避光孵育l h 。利用流式细胞仪检测( 激发波长为 5 0 6 n m ，发射波长为5 2 6 n m ) ，取1 0 0 0 0 个神经元荧光强度值的平均值为各组测定 值。 5 流式细胞术测定线粒体膜电位：收集细胞，加罗丹明1 2 3 至终浓度为 1 0 9 9 m l ，孵育3 0 m i n 。利用流式细胞仪检测( 激发波长为4 8 8 n m ，发射波长为 5 3 0 n m ) ，取1 0 0 0 0 个神经元荧光强度值的平均值为各组测定值。 6 脂质过氧化测定：辐射完毕1 2 小时后收集细胞( 1 0 6 个) ；超声波破碎细 胞；4 。c 超速离心机1 2 0 0 0 r p m m 离心1 5 分钟后取上清；依试剂盒说明书进行各 步骤反应；7 2 1 分光光度仪分别测定各组细胞内m d a 含量和s o d 活性。 2 山东大学硕士学位论文 结果： 1 细胞形态学观察： ( 1 ) 倒置显微镜观察：对照组神经元2 4 h 后绝大多数已贴壁，分散均匀；有 的神经元伸出长短不等的突起，少数神经元之间已建立突起联系。培养4 8 h 后， 神经元之间已建立广泛的突起联系。9 6 h 后神经元胞体饱满，立体感强，神经元 的突起表面平滑。实验组神经元生长状态欠佳，胞体欠饱满，神经元之间也有突 起联系，但是突起表面粗糙，与对照组神经元的形态有明显差异。 ( 2 ) 透射电子显微镜观察：对照组神经元常染色质丰富；胞浆中线粒体、内 质网、高尔基复合体丰富，胞浆及突起内富含微管、微丝。实验组神经元胞浆内 部分线粒体嵴排列紊乱，偶见巨大线粒体；大量神经元胞浆中自噬体和残余溶酶 体明显增多，有的甚至充满细胞浆，高倍下可见这些小体由单层膜或双层膜包绕， 呈高电子密度；内质网扩张，腔内潴留物增多，高尔基复合体欠发达。 ( 3 ) 扫描电子显微镜观察：对照组神经元有大量的长短不一的突起，伸出的 突起与临近细胞的突起相连，胞体及突起表面光滑。实验组与对照组相比细胞形 态发生明显的变化，细胞突起收缩、断裂，胞间连接断裂，胞体及突起欠光滑， 其表面有较多毛刺状突起，胞质中可见较多颗粒。 2 细胞死亡的检测： h 0 3 3 3 4 2 和p i 双标：对照组中的细胞核质均匀，呈现蓝色荧光；磁场照 射组出现呈红色荧光的坏死细胞，部分细胞出现染色质凝集、边缘化现象。 3 相对存活率测定：对照组和实验组神经元光密度( a 5 7 0 ) 值分别为 o 515 - 4 - 0 0 2 9 和0 3 9 8 + 0 016 。 4 神经元胞浆内游离c a 2 + 浓度的测定：对照组和实验组神经元胞浆内游离 c a 2 + 平均荧光强度分别为9 1 2 3 - 4 - 1 1 6 和8 8 4 2 - - l 2 0 8 。、 5 线粒体膜电位测定：对照组和实验组神经元线粒体膜电位平均荧光强度 分别为6 3 3 4 4 - 1 5 5 和4 4 3 6 - 4 - 1 7 3 。 6 脂质过氧化测定：对照组和实验组神经元m d a 含量分别为13 2 4 ：t ：0 3 6 和1 8 6 7 + o 4 5 ；对照组和实验组神经元s o d 活性分别为3 2 9 8 4 - 1 3 5 和 17 7 4 + 0 9 6 。 山东大学硕士学位论文 结论： 本实验条件下，工频磁场( 重复频率5 0 h z 、平均场强0 3 r o t ) 可导致体外培 养的胎鼠皮质神经元的形态发生明显变化，并可抑制其生长，造成其代谢异常、 线粒体膜电位降低、m d a 含量升高和s o d 活性降低。胞浆内游离c a 2 + 浓度基本 无变化，可能是与辐射时间的长短、辐射次数及辐射完毕与收集细胞之间的时间 间隔有关。因此，探讨工频磁场的生物学效应需要综合分析多项指标，并应深入 考虑。 意义： 本课题选择工频磁场( 5 0 h z ) 作用于体外培养的胎鼠皮质神经元，揭示了 工频磁场辐射对离体神经元的损伤效应及其可能机制，为进一步探讨工频磁场对 神经系统的生物学效应及其机制提供了实验资料。 关键词： 工频磁场；皮质神经元；透射电镜：扫描电镜；细胞内游离钙离子；线粒体膜电 位；脂质过氧化 山东大学硕士学位论文 e f f e c t so fp o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l d o nc o r t i c a ln e u r o n s s p e c i a l t y ：h u m a na n a t o m y , h i s t o l o g ya n de m b r y o l o g y o b j e e t i v e ： p o s t g r a d u a t es t u d e n t ：z h a n gy i n g s u p e r v i s o r ：l ib o q i n w 油t h ed e v e l o p m e n to fe l e c t r i c i t yt e c h n o l o g y , a p p l i c a t i o no fe l e c t r i c a le q u i p m e n t ， w ec o n t a c tal o to fp o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l di nt h ed a i l yl i f e 。m a n yr e s e a r c h e s i n d i c a t e dt h a tp o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l dh a sa l s oi m p a c t e dt h eh u m a nh e a l t ha s t h eb i g g e s te n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o ns o u r c e t h u s ，t h er e s e a r c ho nb i o l o g i c a le f f e c t so f p o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l db e c o m e sa nf o c u si nb i o e l e c t r o m a g n e t i s m c e n t r a ln e n ，o ms y s t e mi st h em o s ts e n s i t i v es y s t e mo fh u m a n ，n e u r o ni st h e f u n d a m e n t a lu n i to ft h en e r v o u ss y s t e ms t r u c t u r ea n df u n c t i o n ，s oi ti sn e c e s s a r yt o s t u d yt h ee f f e c t so fp o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l do nn e u r o n si no r d e rt of u r t h e r e x p l o r et h ei m p a c to fp o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l do nn e r v o u ss y s t e m t h ee f f e c t s o fp o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l do nn e u r o n sd e p e n d so nt w oa s p e c t s ：o n e ，t h e p a r a m e t e r so fp o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l ds u c ha si n t e n s i t y , a c t i o nt i m e ；t h eo t h e r , t h ep a r a m e t e r so fn e u r o n ss u c ha sr e s o u r c eo fn e u r o n s ，l o c a t i o n ，g r o w t hc o n d i t i o na n d s 0o n a i mt oe x p l o r et h ed a m a g i n ge f f e c t so fp o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l d ( 5 0 - - - 6 0 h z ) o nc o r t i c a ln e u r o n so fr a t sa n da n a l y z et h ep o s s i b l em e c h a n i s m ，t h ep o w e r - f r e q u e n c y m a g n e t i cf i e l dw a sa c t e do nt h ec u l t u r e dc o r t i c a ln e u r o n s m e t h o d s ： p r i m a r yc o r t i c a ln e u r o n sw e r ep r e p a r e df r o me m b r y o m cd a y13 5 1 4w i s t a rr a t s t h ec u l t u r e dn e u r o n sw e r ed i v i d e di n t oc o n t r o lg r o u pa n de x p e r i m e n t a lg r o u p r a n d o m l yw h e nt h e yw e r ec u l t u r e df o r4 8 h t h e nt h ee x p e r i m e n t a lg r o u pw a se x p o s e d t ot h ep o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l d ( f r e q u e n c y ：5 0 h z ，a v e r a g em a g n e t i cf i e l d 山东大学硕士学位论文 i n t e n s i t y ：0 3 r o t ) f o r2d a y s ，3 t i m e s d ，3 0 m i n u t e s t i m e 1 2 ha f t e rt h el a s ti r r a d i a t i o n ， t h ei n f l u e n c eo fp o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l do nt h en e u r o n sw a sd e t e c t e db yt h e f o l l o w i n gm e t h o d s ： 1 m o r p h o l o g yo b s e r v a t i o n ： ( 1 ) l i g h tm i c r o s c o p y ：o b s e r v e dt h eg r o w t ho fn e u r o nu s i n gl i g h tm i c r o s c o p y ( 2 ) t r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p e ：o b s e r v e dt h ec h a n g e s i n n e u r o n u l t r a - s t r u c t u r eu s i n gt e m ( 3 ) s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ：o b s e r v e dt h ec h a n g e si nn e u r o ns u r f a c es 订u c t u r e u s i n gs e m 2 t h ed e t e c t i o no fc e l ld e a t h ：c e l ld e a t hw a sd e t e r m i n e db yh 0 3 3 3 4 2a n dp i f l u o r e s c e n c ed u a l s t a i n 3 ，t h er e l a t i v ev i a b i l i t yo fc e l l sa f t e ri r r a d i a t i o nw a sm e a s u r e db ym t ta s s a y 4 i n t r a c e l l u l a rf r e ec a l c i u ml e v e lo fn e u r o n sw a sd e t e r m i n e db yf l o wc y t o m e t r y ： c o l l e c t e dc e l l s ，a d d e df l u 0 3 a mt oaf i n a lc o n c e n t r a t i o no flo p m o l l ，i n c u b a t e df o r l h ，p r o t e c t e df r o ml i g h t f l o wc y t o m e t r yw a sa p p l i e dt oc h e c kt h ed i f f e r e n c eo f i n t r a c e l l u l a rc a l c i u ml e v e lo fn e u r o n s 5 m i t o c h o n d r i a lm e m b r a n ep o t e n t i a l ：c o l l e c t e dc e l l s ，a d d e dr h o d a m i n e l 2 3t oa f i n a lc o n c e n t r a t i o no f10 p g 枷，i n c u b a t e df o r3 0 m i n ，f l o wc y t o m e t r yw a sa p p l i e dt o c h e c kt h ec h a n g e si nm i t o c h o n d r i a lm e m b r a n ep o t e n t i a lo fn e u r o n s 6 1 i p i dp e r o x i d a t i o n ：c o l l e c t e dc e l l s ，b r o k et h ec e l l 谢mu l t r a s o n i cw a v e s ，g o tt h e s u p e m a t a n t a f t e r15 m i nc e n t r i f u g e ( 12 0 0 0 r p r n m ) 诵t h4 c s u p e rc e n t r i f u g e ， u n d e r t o o kt h ef o l l o w i n gr e a c t i o no nt h ed e s c r i p t i o no fk i t ，d e t e r m i n e dt h ec o n t e n t so f m a l o n d i a l d e h y d e ( m d a ) ，t h ea c t i v i t i e so fs u p e r o x i d ed i s m u t a s e ( s o d ) u s i n g7 21 u l t r a v i o l e ts p e c t r o p h o t o m e t e r r e s u l t s ： 1 m o r p h o l o g i c a lo b s e r v a t i o n ： ( 1 ) l i g h tm i c r o s c o p y ：i nc o n t r o lg r o u p ，a f t e ri n i t i a lp l a t i n g ，t h ee m b r y o n i cc o r t i c a l n e u r o n sw e r es p h e r i c a la n ds u s p e n d e di nm e d i u m 2 4 hl a t e r , s o m ec e l l ss p r e a d e d a r o u n da n da d h e r e dt ot h ed i s h e s t h e r ew a sa x o no rd e n d r i t es p r e a d i n gf r o mt h e 6 山东大学硕士学位论文 n e u r o n 4 8 hl a t e r , m o s tc e l l ss p r e a d e da r o u n d 9 6 hl a t e r , m o s tc e l l sa d h e r e dt ot h e d i s h e s 、i t l lap l u m pc y t o n ，t h es u r f a c eo fc y t o na n da x o no rd e n d r i t ew a ss m o o t h i n e x p e r i m e n tg r o u p ，t h ec o n d i t i o no fn e u r o n sw e r en o tg o o d ，s o m ec e l l ss p r e a d e d a r o u n db u tt h es u r f a c eo fc y t o na n da x o no rd e n d r i t ew a s r o u g h t h e r ew e r eo b v i o u s d i f f e r e n c e sb e t w e e nt h ec o n t r o lg r o u pa n dt h ee x p e r i m e n tg r o u p ( 2 ) t r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p e ：i nc o n t r o lg r o u p ，t h e r ew a sa b u n d a n t e u c h r o m a t i ni nt h en u c l e u s ，t h e r ew e r em o r em i t o c h o n d r i a ，e n d o p l a s m i cr e t i c u l u m a n d g o l g ic o m p l e x i nt h e e n d o c h y l e m a , t h e r ew e r em o r em i c r o b u l ea n d m i c r o f i l a m e n ti n t h ee n d o c h ) r l e m aa n dt h ee c p h y m a i ne x p e r i m e n tg r o u p ，s o m e m i t o c h o n d r i ac r i s t a ew e r ec h a o t i ca n dt h e r ew e r eh u g em i t o c h o n d r i ai n t h e e n d o c h y l e m a , a u t o p h a g o s o m e na n dr e m n a n tc y t o l y s o s o m ew h i c hw e r ec i r c l e db y s i n g l el a y e rm e m b r a n eo rd o u b l el a y e rm e m b r a n ew e r eo b v i o u s l yi n c r e a s e di nm o s t n e u r o n s ，e n d o p l a s m i cr e t i c u l u md i l a t e dw h i c hw e r ef i l l e du pr e t e n t i o n ，a n dg o l g i c o m p l e xw e r en o tg o o d ( 3 ) s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ：i nc o n t r o lg r o u p ，m o s tc e l l ss p r e a d e da r o u n d ， t h e r ew a sa x o no rd e n d r i t es p r e a d i n gf r o mt h en e u r o n ，t h es u r f a c eo fc y t o na n da x o n o rd e n d r i t ew a ss m o o t h i ne x p e r i m e n tg r o u p ，o b v i o u sm o r p h o l o g i c a lc h a n g e sw e r e o b s e r v e d ，t h ee c p h y m ao fc e l lw e r ec o n t r a c t e da n db r o k e n ，t h es u r f a c eo fc y t o na n d a x o no rd e n d r i t ew a sn o ts m o o t h 2 n l ed e t e c t i o no fe e l ld e a t h ： h 0 3 3 3 4 2a n dp if l u o r e s c e n c ed u a l - s t a i n ：i nc o n t r o lg r o u p ，c a r y o p l a s mw e r eu n i f o r m a n dp r e s e n t e db l u ef l u o r e s c e n c e i ne x p e r i m e n tg r o u p ，t h e r ew e r en e c r o t i cc e l lw h i c h p r e s e n t e dr e df l u o r e s c e n c e 、 3 t h er e l a t i v ev i a b i l i t y ： t h ev a l u e so fa 5 7 0o fn e u r o n si nt w og r o u p sw e r e0 515 士0 0 2 9a n d0 3 9 8 士0 016 r e s p e c t i v e l y 4 i n t r a c e l l u l a rf r e ec a l c i u ml e v e lo fn e u r o n s ： t h ev a l u e so fm e a nf l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yo fi n t r a c e l l u l a rc a l c i u mw e r e91 2 3 士1 16 a n d8 8 4 2 士2 0 8r e s p e c t i v e l y 5 m i t o c h o n d r i a lm e m b r a n ep o t e n t i a l ： 7 山东大学硕士学位论文 t h ev a l u e so fm e a nf l u o r e s c e n c ei n t e n s i t yo fr n i t o c h o n d r i a lm e m b r a n ep o t e n t i a lw e r e 6 3 3 4 士1 5 5a n d4 4 3 6 士1 7 3r e s p e c t i v e l y 6 1 i p i dp e r o x i d a t i o n ： t h ec o n t e n t so fm d aw e r e13 2 4 士0 3 6a n d18 6 7 士0 4 5r e s p e c t i v e l y , t h ea c t i v i t i e so f s o dw e r e3 2 9 8 士1 3 5a n d1 7 7 钍o 9 6r e s p e c t i v e l y c o n c l u s i o n s ： u n d e rt h i s e x p e r i m e n tc o n d i t i o n , p o w e r - f r e q u e n c y m a g n e t i cf i e l d ( r e p e t i t i v e f r e q u e n c yw a s15 h z ，a v e r a g es t r e n g t hw a s0 3 m t ) c o u l dr e s u l ti nm o r p h o l o g i a c h a n g eo fc o r t i c a ln e u r o n so fr a t ，c o u l di n h i b i tt h eg r o w t ho fc u l t u r e dc o r t i c a ln e u r o n s ， r e s u l t e di nm e t a b o l i ca b n o r m a l i t y , d e c r e a s e dm i t o c h o n d r i a lm e m b r a n ep o t e n t i a lo f n e u r o n s ，e l e v a t e dt h ec o n t e n t so fm a l o n d i a l d e h y d e ( m d a ) a n dd e g r a d e dt h ea c t i v i t i e s o fs u p e r o x i d ed i s m u t a s e ( s o d ) i nt h en e u r o n s i n t r a c e l l u l a rf r e ec a l c i u mb a s i c l yw a s n o tt oc h a n g e ，p r o b a b l yr e l a t e dt ot h ep e r s i s t e n c et i m eo fi r r a d i m i o n ，n u m b e ro ft i m e s o fi r r a d i a t i o na n dt h et i m ee e l lb e t w e e nf i n i s h e di r r a d i m i o na n dc o l l e c t e dc e l l s s ot o e x p l o r et h eb i o l o g i c a le f f e c t so fp o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l d ，i ti se s s e n t i a lt o a g g r e g a t ea n a l y s i si n d e xo f a l la s p e c t sa n dm a k ef u l lc o n s i d e r a t i o n s i g n i f i c a n c e ： t h i sw o r kc h o s ep o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l d ( 5 0 h z ) t oa c to nc u l t u r e dc o r t i c a l n e u r o n so fr a t ，u n c o v e r e dt h ed e t r i m e n t a le f f e c t sb r o u g h tb yt h ep o w e r - f r e q u e n c y m a g n e t i cf i e l do nc u l t u r e dn e u r o n s ，c o u l dp r o v i d ee x p e r i m e n t a ld a t af o rf u r t h e r r e s e a r c ho nt h eb i o l o g i c a le f f e c t so fp o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l d k e y w o r d s ： p o w e r - f r e q u e n c ym a g n e t i cf i e l d ；c e r e b r a lc o r t i c a ln e u r o n s ；t r a n s m i s s i o ne l e c t r o n m i c r o s c o p e ；s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ；i n t r a c e l l u l a rf r e ec a l c i u m ；m i t o c h o n d r i a l m e m b r a n ep o t e n t i a l ；l i p i dp e r o x i d a t i o n 8 山东大学硕士学位论文 文献综述 工频磁场生物学效应的研究 工频磁场生物学效应是生物电磁学的研究热点。而生物电磁学是- - f - j 研究电 磁场与生物系统相互关系和相互作用的新的交叉学科。 1生物电磁学的研究历史 电磁辐射的存在先于人类的出现，它作为人类生存的环境因素之一，被人类 发现、认识、应用以及对其危害性的认识与防护经历了一个漫长的过程。 以法拉第在18 31 年发现的电磁感应定律为起点、电气化为主要标志的第二 次技术革命，把人类社会的物质文明和精神文明向前推进了一大步。第一次世界 大战前，英国物理学家麦克斯韦总结了前人对电磁学的研究成果，预言了电磁波 的存在。随后，德国物理学家赫兹用人工的方法产生了无线电波，并在另一个地 方接收到了它，证实了麦克斯韦电磁波存在的预言，从而奠定了无线电通讯的基 础。在此基础上诞生的广播、雷达、电视及微波电子技术，构成了现代电子科学 技术，这是2 0 世纪发展最迅速、应用最广泛的科学技术之一。在如今信息化的 时代，它不仅渗透到工业、农业、国防和科研的各个领域，而且也深入到了千家 万户，与人类的日常生活息息相关。 电磁场生物学效应的研究便是伴随着电磁波和电磁能的广泛应用而发展起 来的。电磁波的波谱范围很广，从具有电离作用的x 射线、丫射线，到用于通信的 射频电磁波，再到我们日常使用的5 0 6 0 赫兹( h z ) 的电力线发出的工频电磁场都 属于电磁波的范畴。 最初对磁场的研究开始于2 0 世纪3 0 年代雷达在战争中的应用，波段仅限于微 波，目的是为了确定微波辐射对人体健康的影响，并在此基础上建立微波辐射卫 生标准和防护指南。随后，x 射线、丫射线具有电离作用的辐射对人体的伤害作用 及在医学上的诊断治疗作用均被广泛认识和接受。长期以来，由于极低频率的电 磁场( 胰蛋白酶( t r y p s i n ) ( 美国s i g m a 公司) 多聚赖氨酸( p o l y - l l y s i n e ) ( 美国s i g m a 公司) 乙醇( 9 5 1 0 0 优级纯) ( 上海振兴化工厂) 二甲苯( 国产分析纯) 丙酮( 国产分析纯) 小鼠抗大鼠神经元微管相关蛋白2 ( m a p 2 ) 单克隆抗体( 博士德) 非特异血清封闭液( 原液，h y c l o n e 公司) f i t c i g g ( 博士德) 聚乙二醇辛基苯基醚( t r i t o n x - 1 0 0 ) ( 浙江温州东升化工试剂厂) d m s o ( 美国s i g m a 公司) h o e c h s t 3 3 3 4 2 ( h 0 3 3 3 4 2 ) 及碘化丙啶( p i ) ( 美i 垂i s i g m a 公司) f l u o 3 a m ( 美国分子探针公司) 罗丹明1 2 3 荧光检测试剂盒( 南京凯基生物科技发展有限公司) 微量m d a 测试盒( 南京建成生物工程研究所) s o d 钡z j 试盒( 南京建成生物工程研究所) 培养板( 6 孔、9 6 孔) ( 美国f a l c o n 公司) 培养皿( 美国f a l c o n 公司) 一次性滤器( g e l m a n s c i n c e s 公司) m t t ( 美国s i g m a 公司) 山东大学硕士学位论文 四主要溶液配制 1 1mp b s ( p h 7 2 7 4 ) n a c l n a 2 h p 0 4 12 h 2 0 n a h 2 p 0 4 2 h 2 0 加入1 0 0 0 m ld d w 中 2 o 1 m p b s 1 mp b s d d w 3 o o l mp b s 1 mp b s d d w 4 4 甲醛 4 0 甲醛 0 1 mp b s 5 3 戊二醛 2 5 戊二醛 o 1 mp b 6 1 锇酸 锇酸 o 1 mp b 9 9 4 9 o 4 9 l m l 9 m l l m l 9 9 m l l m l 1 0 m l 7 0 m l o 5 9 5 0 m l 2 7 山东大学硕士学位论文 7 醋酸铀 2 硝酸铀 5 0 乙醇 8 柠檬酸铅 硝酸铅 柠檬酸钠 1 n n a o h d d w 9 1 m o l lh c l 3 7 h c l 加三蒸水至 过滤除菌，密封后4 。c 冰箱保存 10 7 4 n a h c 0 3 溶液 n a h c 0 3 加三蒸水至 5 m l 1 0 m l 1 3 3 9 1 7 6 9 8 m l 4 2 m l 8 4 m l 1 0 0 m l 7 4 9 1 0 0 m l 完全溶解后，用0 2 2 1 x m 无菌微孔滤器过滤除菌，密封后4 冰箱保存 1 1 2 0 h e p e s 溶液 h e p e s 三蒸水二蒸承 4 9 2 0 m l 充分溶解后，用0 2 2 1 a m 无菌微孔滤器过滤除菌，密封后4 c 冰箱保存 1 2 c m f n a 2 h p 0 4 12 h 2 0 o 9 2 9 山东大学硕士学位论文 酚红 k c l 葡萄糖 k h 2 p 0 4 n a c l 0 1 0 9 1 。5 0 9 1 0 0 0 9 0 1 0 9 4 0 0 0 9 将上述溶质依次完全溶解，用蒸馏水定容至5 0 0 m l ，加入l m l 氯仿，保 存于室温或4 c 冰箱冷藏， 1 3 0 1 2 5 胰酶 胰蛋白酶干粉( s i g m a ) 1 c m f 使用时稀释1 0 倍，用于配制胰酶 6 6 5 9 将胰蛋白酶干粉在室温下溶于c m f 中，放置4 小时并不断搅拌， 用0 2 2 1 , t m 无菌滤器过滤除菌， 后2