24GHz生物雷達對雄性大鼠生殖系統的影響＊

第四軍醫大學基礎部教學實驗中心（西安710032） 楊 芳 景 行 車 路 路國華

隨著人口老齡化的社會壓力逐漸增大，我們越來越關注老年人的日常健康，我們希望實現的就是實時的非接觸檢測的，所以我們研發了SI-3型生物雷達［1］。

眾所周知，已經有報道稱電磁輻射是機體疾病的誘因［2］。而且，暴露于復雜的變頻輻射環境，可以導致機體代謝水平的變化，如抑制褪黑素分泌、干擾抗氧化酶平衡［3，4］。鑒于我們在射頻及微波輻射對人體生物應答的知識欠缺［5，6］，我們需要評估其安全性。我們將通過實驗動物血清激素水平及行為學的變化來論證SI-3的非接觸監測是否具有臨床可行性。

材料與方法

1 動物與儀器 清潔級SD雄性大鼠48只，體重200～250g均由第四軍醫大學實驗動物中心提供；24GHz生物雷達SI-3由美國Decatur電子公司生產，功率0．01W，12V直流電源輸出。動物實驗房實驗前清潔、消毒，溫度23±2℃，為保證動物處于相對安靜環境，采用全天候黑暗處理。檢測試劑由深圳市新產業生物醫學工程有限公司提供，試劑批號分別為T：03615805018267LH：012120802GH：033120423；全自動化學發光免疫分析儀購自德國西門子公司（SIEMENS）。

2 實驗方法

2．1 將健康成年雄性SD大鼠48只（200±25g），隨機均分，飼養在4個盒式飼養籠（60cm ×40cm×20cm）中，飼養籠放置在動物房飼養，穩定室溫25℃。大鼠在飼養籠中可以隨意采食和飲水。大鼠在飼養房間飼喂14d，待大鼠適應周圍環境。每天由實驗者定時加糧換水，及時更換墊料，記錄各組大鼠進食量、飲水量及適應狀態。期間保證大鼠的正常生長，盡量避免大鼠受到劇烈刺激。

2．2 輻照時，將SD大鼠飼喂在飼養盒中，雷達放置在飼養盒一側30cm處，對準飼養盒一側進行照射。飼養盒剩余三面用鋁箔紙貼嚴，盡可能將雷達所發出的微波都反射集中，輻照到SD大鼠，大鼠在飼養盒內可自由活動。

2．3 4d適應飼養期結束后，進行隨機分組，將每籠12只大鼠隨機編號，然后重新分為4組，確保每組大鼠存在體重差異度相似。我們根據報道［7］將24h作為最短輻照時程、7d作為最長輻照時程分組：A組為空白對照組，無輻照；B組為長時程輻照組，時間24h／次，無間隔，累計輻照7d；C組為短時程輻照組，時間8h／次，每次間隔12h，累計輻照24h；D組為短時程輻照組，時間12h／次，每次間隔8h，累計輻照24h。

2．4 輻照過程中記錄大鼠飲水量、進食量及活動量的變化情況。在采血24h前，各組均采取斷水處理。

2．5 大鼠血液的采集、保存及送檢通過乙醚麻醉，在無菌臺上用消毒后的止血鉗摘去其一側眼球，取外周血4ml，置于真空管，10℃保存送檢，離心（轉速3500r／min，離心5min）。經過3次沖洗后，反應杯轉送到測量室，光電倍增管（PMT）檢測。反應孔位于激發底物噴頭正下方，激發底物1將被注射到反應孔內，泵動力延遲2．5s后將激發底物2注射到相同的反應孔內并啟動化學發光反應。反應發生后0．1s開始檢測，獲取0．1～3．0s的檢測信號，構成完整的檢測范圍。數據通過兩點定標后的工作曲線圖表示。數據處理時依據主曲線，存儲在試劑盒標簽芯片中。根據發光結果，得到不同血清樣本激素水平。

3 統計學處理 激素數據統計繪圖分析對比，使用SPSS19．0軟件進行分析，先使用Shapiro– Wilk test進行正態分布檢驗，符合正態分布則用t檢驗，否則使用單因素方差分析進行組間對照分析，以P＜0．05為有顯著性差異，P＜0．01為有極顯著性差異。

結 果

1 行為學變化

1．1 進食量變化最明確的為B組（24h組），在輻照的第2天開始，進食量為實驗前的1．5～2倍，而C、D兩組有增加，但較B組弱，且兩組間無顯著性差異（P＞0．05）。

1．2 飲水量輻照前，各組進水量均保持在500±50ml之間，輻照第1天，B組飲水量迅速增加至750±50ml，并持續至實驗結束。鑒于C、D兩組累積量僅為24h，故不予參考。

1．3 各組大鼠在重新分組后均出現鼻部不適癥狀，在10～14h后均緩解，B組在輻照第5天時，有7只大鼠出現打斗現象，持續至實驗結束，打斗大鼠的數目為6～8只不等。

2 激素檢測結果 見圖1～3。從圖1中可以看出，3個實驗組大鼠雄激素T水平均比對照組顯著升高（P＜0．05）；從圖2～3中可以看出，長時程輻照組的生長激素GH和黃體生成素LH水平在輻照2d之后，相比其他3組顯著升高（P＜0．05）。

圖1 四組大鼠雄激素檢測結果對比

圖2 四組大鼠生長激素檢測結果對比

圖3 四組大鼠黃體生成素檢測結果對比

討 論

實驗結果顯示：在不同的輻照后，大鼠生長激素（GH）和黃體生成素（LH）并未出現明顯差異，提示輻照引起的雄激素（T）升高在一定時期內可能并不引起下丘腦-垂體-性腺軸的上游的調控；而輻照所致的T升高，引起負反饋調節的作用亦不明顯，所以我們推測這可能是機體應激性的表現。而實驗各組大鼠的雄激素（T）均發生明顯升高。目前研究表明：動脈粥樣硬化（AS）、骨質疏松、胰島素抵抗等疾病的患病風險也隨血清雄激素水平下降而增加［8，9］，所以我們可以考慮將SI-3提高血清T水平的作用應用于降低上述疾病的風險。但是，不同劑量的輻照并未出現顯著差異，長時程輻照組提示，較長時間的應用并未導致不良結果。因此，我們可以間歇式的應用SI-3進行輻照，既可保證有效，又可將風險降低。另有研究證實：雄激素水平下降，體內氧自由基增加［10］，而有關電磁輻射導致精子DNA損傷機制更多傾向于自由基的產生［11］，尤其是過氧化氫酶活性增加，谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）、超氧化物歧化酶（SOD）和組蛋白激酶活性明顯降低［12］，鑒于SI-3輻照后雄激素水平會明顯升高，故其在保護男性生殖能力，避免因精子DNA損傷所致的男性不育、早期流產方面具有廣闊的前景。此外，雄激素可以降低總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平，有利于膽固醇代謝［13］，因而適量提高血清T水平在促進膽固醇代謝、降低心腦血管疾病風險有潛在的有利影響。

總之，SI-3生物雷達可以明顯提高血清雄激素水平，而雄激素水平下降嚴重者可引起中老年男性雄激素部分缺乏癥（PADAM），故在中老年的生命體征監測中，SI-3還可能具有潛在生物效應，故而可以考慮其進行臨床試驗。但是，我們現在仍未確定雷達輻照引起雄激素水平升高的機制，及其升高是否與下丘腦-垂體-性腺軸的上游調控有關等問題還有待研究。

［1］ 楊 芳，張 戈，路國華．24GHz生物雷達對大鼠空間學習記憶的實驗進展［J］．陜西醫學雜志，2013，42（9）：1109-1111．

［2］ Hardell L，Sage C．Biological effects from electromagnetic field exposure and public exposure standards［J］．Biomed Pharmacother，2008，62（2）：104–109．

［3］ Burch JB，Reif JS，Noonan CW，etal．Melatonin metabolite excretion among cellular telephone users［J］．Int J Radiat Biol，2002，78（11）：1029–1036．

［4］ Kesari KK，Behari J．Fifty-gigahertz microwave exposure effect of radiations on rat brain［J］．Appl Biochem Biotechnol，2009，158（1）：126–139．

［5］ O’Carroll MJ，Henshaw DL．Aggregating disparate epidemiological evidence：comparing two seminal EMF reviews［J］．Risk Anal，2008，28（1）：225–234．

［6］ Makker K，Varghese A，Desai NR，etal．Cell phones：modern man’s nemesis［J］．Reprod Biomed Online，2009，18（1）：148–157．

［7］ Emanuele C，Salvatore C，Monica C，etal．Modulation of heat shock protein response in SH-SY5Yby mobile phone microwaves［J］．World J Biol Chem，2012，3（2）：34-40．

［8］Muller M，Vandenbeld AW，Bota ML，etal．Endogenous sex hormones and progression of carotid atherosclerosis in elderly men［J］．Circulation，2004，109（20）：2074-2079．

［9］ Kapoo D，Malkin CJ，Channer KS，etal．Androgens，insulin resistance and vascular disease in men［J］．Clin Endocrinol，2005，63（3）：239-250．

［10］ Ho SC，Liu JH，Wu RY，etal．Establishment of the mimetic aging effect in mice caused by D-galactose［J］．Biogerontology，2003，4（1）：15-18．

［11］ De-Iuliis GN，Newey RJ，King BV，etal．Mobile phone radiation induces reactive oxygen species production and DNA damage in human spermatozoa in vitro［J］．PLoS One，2009，4（7）：e6446．

［12］ Kesafi KK，Behari J．Microwave exposure affecting reproductive system in male rats［J］．Appl Biochem Biotechnol，2010，162（2）：416-428．

［13］ Malkin CJ，Pugh PJ，Jones RD，etal．The effect of testosterone replacement on endogenous inflammatory cytokines and lipid profiles in hypogonadalmen［J］．J Clin Endocrinol Metab，2004，89（7）：3313-3318．