安多霖對(duì)微波輻射致大鼠腦損傷的預(yù)防作用研究.doc

安多霖對(duì)微波輻射致大鼠腦損傷的預(yù)防作用研究任俊輝彭瑞云張靜李靜高亞兵王水明董霽左紅艷蘇鎮(zhèn)濤周紅梅軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所，北京【摘要】目的：探討安多霖對(duì)微波輻射致大鼠腦損傷的預(yù)防作用。方法：140只二級(jí)雄性Wistar大鼠隨機(jī)分為5組：健康對(duì)照組、輻射對(duì)照組、低濃度(0.75gkg-1d-1)預(yù)防組、中濃度(1.5gkg-1d-1)預(yù)防組及高濃度(3gkg-1d-1)預(yù)防組。預(yù)防組每日1次灌胃給予安多霖溶液，連續(xù)給藥2周。給藥結(jié)束后采用30mW/cm2微波輻射大鼠15min。于處理后6h、7d和14d，采用Morris水迷宮檢測(cè)大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力，高效液相色譜檢測(cè)海馬氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)含量，光鏡和電鏡觀察海馬組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果：微波輻射后7d內(nèi)，大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力下降(F=0.000O.043，P0.05)；微波輻射后6h，4種氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)含量均降低，其中谷氨酸、甘氨酸及-氨基丁酸降低明顯(F=0.0000.007，P0.01)；微波輻射后6h、7d，海馬組織水腫，神經(jīng)元變性；神經(jīng)元線粒體腫脹、空化，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張，突觸間隙模糊，血管周間隙增寬。低濃度預(yù)防組上述變化與輻射對(duì)照組相似。中濃度和高濃度預(yù)防組微波輻射后7d內(nèi)，大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力損傷不明顯，兩者與輻射對(duì)照組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.0150.028，P0.05)；微波輻射后6h，4種氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)含量均無明顯下降，其中谷氨酸含量接近正常，兩者與輻射對(duì)照組比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.0000.042，P0.05)；微波輻射后6h、7d，海馬組織無明顯損傷。結(jié)論30mW/cm2微波輻射可引起大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力下降、海馬氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)代謝紊亂及海馬組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)損傷；1.5和3gkg-1d-1安多霖對(duì)微波輻射致大鼠腦損傷有預(yù)防作用。1.5gkg-1d-1安多霖為預(yù)防微波輻射致大鼠腦損傷的有效劑量?！娟P(guān)鍵詞】安多霖微波大鼠腦損傷預(yù)防微波輻射具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)是微波輻射最為敏感的靶部位。有研究表明，lO65mW/cm2微波輻射可抑制大鼠海馬長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)，造成學(xué)習(xí)和記憶功能下降1-2。5100mW/cm2微波輻射可引起氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)代謝紊亂、腦組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)損傷3-6。但目前尚無有效的防治藥物。安多霖(AduolaFuzhenglin，ADL)為復(fù)方中草藥，可防治電離輻射損傷，并能增強(qiáng)機(jī)體免疫力且無不良反應(yīng)。本研究擬探索安多霖對(duì)微波輻射致大鼠腦損傷的預(yù)防作用，為安多霖預(yù)防微波輻射損傷的臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。1材料與方法1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組：二級(jí)Wistar雄性大鼠140只，體重(20010)g，56周齡，由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。將動(dòng)物隨機(jī)分為5組：健康對(duì)照組25只、輻射對(duì)照組25只、低濃度(0.75gkg-1d-1)預(yù)防組30只、中濃度(1.5gkg-1d-1)預(yù)防組30只及高濃度(3gkg-1d-1)預(yù)防組30只。1.2給藥方法：預(yù)防組灌胃給予安多霖溶液，每天1次，連續(xù)2周。給藥量分別為0.75、1.5和3gkg-1d-1。健康對(duì)照組及輻射對(duì)照組每日灌胃給予等體積的蒸餾水。1.3輻射方法：采用軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微波輻射源進(jìn)行全身均勻輻射，平均功率密度為30mW/cm2。給藥結(jié)束后進(jìn)行輻射1次，輻射時(shí)間為15min。1.4大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力檢測(cè)：分別在輻射后6h、l、2、3、4、7和14d采用Morris水迷宮檢測(cè)大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力，以平均逃避潛伏期作為觀測(cè)指標(biāo)。1.5氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)測(cè)定：取海馬組織，按lL/100g組織比例加入lO磺基水楊酸，高速分散器勻漿，以上過程均在冰浴中進(jìn)行。427000g離心20min。取20l上述上清，加100l衍生試劑衍生后，采用美國(guó)惠普公司高效液相色譜儀檢測(cè)海馬谷氨酸(GLU)、天冬氨酸(ASP)、-氨基丁酸(GABA)和甘氨酸(GLY)4種氨基酸的含量。1.6光鏡觀察：動(dòng)物分別于停藥(輻射)后6h、7和14d，經(jīng)腹腔注射1戊巴比妥鈉(30mg/kg)麻醉后斷頭，取腦，10甲醛固定1周后，常規(guī)脫水、透明，石蠟包埋，5m厚制片，HE染色。1.7電鏡觀察：取海馬組織lmm3，經(jīng)2.5戊二醛和1鋨酸固定后，制作超薄切片，醋酸鈾和檸檬酸鉛雙重染色，Philip-CMl20型(德國(guó)飛利浦公司)透射電鏡觀察。1.8統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：數(shù)據(jù)以均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差(s)表示。采用SPSS13.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2結(jié)果2.1大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的變化：從表l可見，5組大鼠隨著訓(xùn)練次數(shù)增加，平均逃避潛伏期縮短，表明各組大鼠在學(xué)習(xí)訓(xùn)練中尋找平臺(tái)能力逐步增強(qiáng)。微波輻射后6h7d，與健康對(duì)照組比較，輻射對(duì)照組和低濃度預(yù)防組平均逃避潛伏期均明顯延長(zhǎng)；中濃度和高濃度預(yù)防組與健康對(duì)照組比較，平均逃避潛伏期無明顯延長(zhǎng)；高濃度預(yù)防組與輻射對(duì)照組比較，平均逃避潛伏期明顯縮短。2.2大鼠海馬組織中氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)含量變化：由表2可見，微波輻射后6h，與健康對(duì)照組比較，輻射對(duì)照組4種氨基酸遞質(zhì)含量均降低，除ASP外，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；低濃度預(yù)防組遞質(zhì)含量有所降低，其中GLU降低明顯；中濃度和高濃度預(yù)防組遞質(zhì)含量基本正常。微波輻射后7d，輻射對(duì)照組4種氨基酸遞質(zhì)含量基本恢復(fù)正常。表l安多霖對(duì)30mW/cm2微波輻射后不同停藥時(shí)間大鼠平均逃避潛伏期的影響(S,s)組別大鼠數(shù)6h1d2d3d4d7d14d健康對(duì)照組1024.633.7325.003.6614.362.1514.562.5912.822.8813.453.3110.132.52輻射對(duì)照組1035.636.03a25.752.9126.235.77a18.882.6114.602.9417.552.78a12.540.49低濃度預(yù)防組1031.999.17a20.832.8920.254.53ab15.885.169.332.5317.123.75a13.814.14中濃度預(yù)防組1031.173.65a26.368.2022.866.13a12.584.4118.242.8515.111.1714.297.70高濃度預(yù)防組1027.113.46b18.516.84b20.774.53ab16.504.7017.662.7514.242.82b13.623.68注：a與健康對(duì)照組比較，F(xiàn)=0.0000.043，P0.05；b與輻射對(duì)照組比較，F(xiàn)=0.0150.028，P0.05表2安多霖對(duì)30mW/cm2微波輻射后不同停藥時(shí)間大鼠海馬組織中氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)含量的影響(ngmg，s)組別大鼠數(shù)6hASPGLUGLYGABA健康對(duì)照組53.900.4414.962.133.990.438.681.45輻射對(duì)照組53.460.2111.021.14b2.770.49b6.511.22b低濃度預(yù)防組53.830.2011.350.72b3.800.34b8.680.75a中濃度預(yù)防組54.630.93a14.221.61a3.401.067.231.53高濃度預(yù)防組55.100.67a13.230.99a3.210.447.290.50組別大鼠數(shù)7dASPGLUGLYGABA健康對(duì)照組53.510.3112.111.403.590.196.930.38輻射對(duì)照組53.770.2214.400.822.880.38b6.490.58低濃度預(yù)防組54.250.4912.941.224.290.588.271.08中濃度預(yù)防組55.020.3417.781.333.580.466.630.63高濃度預(yù)防組54.580.6615.684.003.700.97a9.024.29組別大鼠數(shù)14dASPGLUGLYGABA健康對(duì)照組54.100.3713.652.113.610.567.140.94輻射對(duì)照組54.300.1814.321.013.930.507.810.70低濃度預(yù)防組53.860.1011.360.713.990.407.491.05中濃度預(yù)防組55.570.4217.022.214.250.517.550.94高濃度預(yù)防組54.921.0316.045.924.251.459.605.20注：a與輻射對(duì)照組比較，F(xiàn)=O.000O.042，PO05；b與健康對(duì)照組比較，F(xiàn)=0.000O.007,PO0l2.3大鼠海馬組織病理改變(1)組織學(xué)改變：30mW/cm2微波輻射后6h，海馬神經(jīng)元見核固縮深染，呈三角形或不規(guī)則形，胞質(zhì)嗜酸性增強(qiáng)，血管周圍間隙增寬。低濃度預(yù)防組病理改變與輻射對(duì)照組相似。中濃度和高濃度預(yù)防組神經(jīng)元核固縮深染少見，血管周圍間隙輕度增寬。輻射后7d，海馬神經(jīng)元核固縮深染明顯增多，血管周圍間隙明顯增寬(圖1a)。中濃度和高濃度預(yù)防組神經(jīng)元核固縮深染少見，血管周圍間隙輕度增寬(圖1b)。7d時(shí)最顯著，14d已趨于恢復(fù)。(2)超微結(jié)構(gòu)改變：30mW/cm2微波輻射后7d，輻射對(duì)照組海馬神經(jīng)元線粒體腫脹、空化，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張(圖2a)，突觸間隙模糊(圖3a)，膠質(zhì)細(xì)胞腫脹，血管周圍間隙增寬。中濃度和高濃度預(yù)防組海馬神經(jīng)元線粒體輕度腫脹，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輕度擴(kuò)張(圖2b)，突觸間隙稍模糊(圖3b)，膠質(zhì)細(xì)胞輕度腫脹，血管周圍間隙輕度增寬。3討論微波輻射可造成生物體多器官多系統(tǒng)損傷7，其中中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)微波輻射尤為敏感8-9。但目前微波輻射仍以物理防護(hù)為主10，有關(guān)藥物防治的文獻(xiàn)報(bào)道少見。本課題組前期研究證明，安多霖對(duì)微波輻射致腦損傷有明確的治療作用11。安多霖是從植物中提取出的一種強(qiáng)抗輻射物質(zhì)，配以雞血藤、黃芪制成的中藥制劑，可防治電離輻射損傷，并能增強(qiáng)機(jī)體免疫力，且無不良反應(yīng)12-13。本研究結(jié)果顯示，輻射對(duì)照組大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力下降、海馬氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)含量減少、海馬組織水腫、神經(jīng)元變性、線粒體腫脹、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張、突觸間隙模糊等。中濃度和高濃度預(yù)防組大鼠學(xué)習(xí)和記憶能力無明顯下降，海馬氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)含量基本正常，海馬組織學(xué)和超微結(jié)構(gòu)無明顯損傷。學(xué)習(xí)和記憶功能是腦的重要功能，海馬氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)代謝與學(xué)習(xí)和記憶功能密切相關(guān)，而在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中海馬對(duì)微波輻射尤為敏感，通過預(yù)防性給予安多霖，避免了微波輻射對(duì)腦的損傷。另有其他研究發(fā)現(xiàn)，牛磺酸、維生素E、硒和天然植物成分Ginkgobiloba等可通過對(duì)自由基的清除14-17,在一定程度上有改善微波對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的損傷作用。還原型谷胱甘肽、l，6-二磷酸果糖、微量元素、芩丹扶正膠囊等對(duì)微波輻射腦損傷有一定的防治作用，但防治效果都還不理想18-21。本研究結(jié)果為今后安多霖的臨床應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，也為微波輻射藥物預(yù)防特別是中藥預(yù)防給出了一個(gè)新的發(fā)展方向。但安多霖對(duì)微波輻射致大鼠腦損傷的預(yù)防機(jī)制還不清楚，尚待進(jìn)一步研究?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1李煥英，張東輝，謝國(guó)強(qiáng),等手持移動(dòng)電話微波輻射對(duì)心腦功能的影響中華勞動(dòng)衛(wèi)生職業(yè)病雜志，2007，25(4)：233-2342趙亞麗，彭小東，楊玉華,等2450MHz微波輻射對(duì)大鼠海馬長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)和腦組織脂褐素的影響航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程，2004，17(2)：lll-1133王麗峰彭瑞云，胡向軍，等微波輻射對(duì)大鼠海馬突觸結(jié)構(gòu)和功能的影響中華勞動(dòng)衛(wèi)生職業(yè)病雜志，2007，25(4)：211-214.4王旭，胡向軍，彭瑞云,等高功率微波輻射對(duì)大鼠腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)及全身兒茶酚胺代謝的影響中國(guó)臨床康復(fù)，2006，10(30)：92-945王麗峰，彭瑞云,胡向軍，等HPM對(duì)大鼠大腦結(jié)構(gòu)及其神經(jīng)遞質(zhì)的影響中國(guó)公共衛(wèi)生，2005,21(9)：1059-10606謝燕，江海洪，龔茜芬，等微波對(duì)腦皮層及海馬線粒體超微結(jié)構(gòu)及mtTFAmRNA表達(dá)的影響中華勞動(dòng)衛(wèi)生職業(yè)病雜志，2004，22(2)：104-1077彭瑞云，王德文軍事醫(yī)學(xué)病理學(xué)北京：高等教育出版社，20088楊瑞，彭瑞云微渡對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)影響的研究進(jìn)展國(guó)外醫(yī)學(xué)衛(wèi)生學(xué)分冊(cè)，2004，3l(2)：73-769DAndreaJA，ChouCK，JohnstonSA，etal.Microwaveeffectsonthenervoussystem.Bioelectromagnetics,2003,24（S6）:S107-S147.10王鎖柱，畢文輝微波輻射及其防護(hù)海軍醫(yī)學(xué)雜志，2007，28(4)：377-37911董霽，彭瑞云，王水明，等安多霖對(duì)微波輻射致大鼠腦損傷的防治作用研究中國(guó)體視學(xué)與圖像分析，2006，11(2)：131-13412劉韌，潘瑩，劉潤(rùn)東安多霖的抗輻射損傷實(shí)驗(yàn)研究海峽藥學(xué)，2005，17(4)：34-3613林綏，鄧思珊，劉韌安多霖質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究(I)中草藥，200l,32(6)：506-50714季愛玲，龔書明，劉秀紅，等微波致人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞損傷及?；撬岬姆雷o(hù)效應(yīng)第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，23(2)：184-18615楊瑞華，陳景元，鄧中榮，等維生素E對(duì)微波輻照后視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞形態(tài)的影響衛(wèi)生研究，2001，30(1)：3l-3316劉學(xué)東，龔書明，楊瑞華，等亞硒酸鈉對(duì)微波致人視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞損傷的防護(hù)作用中華眼底病雜志，2000，16(2):97-99.17IlhanA,GurelA,ArmutcuF,etal.GinkgobilobapreventsmobilePhone-inducedoxidativestressinratbrain.Cl