双波源垂直入射复合场对大鼠重要组织器官的影响研究

作     者：叶金怡 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王向晖

授予年度：2022年

学科分类：0710[理学-生物学] 071011[理学-生物物理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 08[工学] 

主      题：复合场 电磁暴露 生物效应 双波源 

摘      要：随着电磁技术被越来越多地应用于工程、信息通讯、医疗保健、电子对抗等领域,电磁暴露的生物效应引起了人们的广泛关注。目前对电磁暴露生物效应的研究大多集中在单波源暴露的生物效应上,而对两个及两个以上波源复合暴露生物效应的研究较少。单一频率波源暴露不足以反映现实生活中的复杂电磁环境,有必要对复合暴露的生物效应开展更多更深入的研究。本研究从双波源垂直复合辐照入手,搭建了两个波源相互垂直入射的复合辐照平台,研究了两种复合辐照组合(S波源与L波源组合,S波源与C波源组合)、三种辐照方式(两个波源复合辐照,两个波源分别单独辐照)、以及辐照参数(S-L组合为外场平均功率密度,S-C组合为脉冲个数N)对大鼠脑、心、肝、睾丸组织的影响,拟为复合电磁暴露的医疗应用和安全防护提供实验依据。本研究通过全自动血细胞分析仪对大鼠血常规进行检测;通过石蜡切片和HE染色观察大鼠脑、心、肝、睾丸的病理损伤;通过酶联免疫吸附测定法(Elisa)检测大鼠血清中谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)和睾酮的含量以及组织中的凋亡相关蛋白Bax和Bcl-2的含量;通过计算机辅助精液分析(CASA)量化大鼠精子运动参数。研究结果表明:(1)S-L组合情况下:S波源单独辐照时,大鼠脑组织海马DG区颗粒细胞核面积明显变小,胼胝体在1000 W/m时出现了组织结构松散的现象,睾丸组织生精小管的Johnson评分随的增大而降低,当1000 W/m时具有显著性差异;当50 W/m肝细胞核明显变大。L波源单独辐照时,各组织的形态损伤与S波源单独辐照时的损伤有类似的规律。SL双波源复合辐照时,大鼠脑组织胼胝体在1000 W/m时出现了组织结构松散的现象,睾丸组织生精小管的Johnson评分随的增大而降低,当2000 W/m时具有显著性差异;当50 W/m肝细胞核明显变大。表明在本研究条件下,大鼠脑、肝脏和睾丸均出现了病理损伤。在相同的外场平均功率密度条件下,SL双波源复合辐照生物效应与两个波源单独辐照引起的生物效应之间无显著性差异。(2)S-C组合情况下:无论两个波源是单独辐照还是复合辐照,大鼠四种组织均未产生病理性或功能性损伤。单独辐照和复合辐照后,大鼠脑、心、肝、睾丸组织细胞形态结构均未发生明显变化,大鼠的血常规指标、血清中ALT、AST与睾酮的含量均未发生明显变化,附睾中成熟精子的存活率和精子活力与sham组相比也未受到显著影响。单独辐照和复合辐照后,四个组织中有细胞凋亡响应产生,响应程度随着比吸收能SA的增加而增加。无论是SC双波源复合辐照还是两个波源单独辐照,都表现出了脉冲微波生物效应的场效应特征。在SA值基本相同的情况下,SC双波源复合辐照生物效应与两个波源单独辐照生物效应之间没有观察到显著性差异。(3)S-L组合辐照和S-C组合辐照实验结果均表明,本研究条件下,相同暴露剂量下,复合辐照和单独辐照引起的生物效应之间没有统计学差异。