50mT高强度交变磁场全身间断暴露28d对兔和大鼠机体的影响
作者：柯文棋 乐秀鸿 王学佑 侍 坚 郭丰涛 李振杰 何南章 杨 军 王来兴
单位：海军医学研究所，上海市 200433
关键词：交变磁场；全身暴露；间断暴露；兔；大鼠；生物效应
海军医学杂志990104 摘要 目的：研究扫雷艇高强度交变磁场对机体全身暴露的影响。方法：模拟扫雷艇主机舱高强度(50mT)磁场环境，使兔和大鼠全身暴露28d(2～4h/d)，实验结束后立即同步测试暴露组与对照组的兔血清生化指标、兔血液中红细胞免疫功能和大鼠体内神经肽含量的变化。结果：4h/d暴露组兔血液中肿瘤红细胞花环率显著高于对照组(P<0.05),2h/d暴露组也有升高趋势；2h/d暴露组大鼠血浆内AVP含量显著高于对照组(P<0.01)，4h/d暴露组也有升高趋势；两个暴露组大鼠垂体内AVP含量均显著高于对照组(P<0.05或P<0.01)；其它指标无显著变化(P>0.05)。结论：50mT高强度交变磁场全身间断暴露28d对血清生化指标和红细胞免疫功能未见不良影响，似可提高红细胞免疫粘附肿瘤细胞能力，但可引起机体血浆和垂体内AVP含量增加，导致痛阈升高和焦虑样反应。
, 百拇医药
The Effects of 28-Day Intermittent Exposure to
High-Strength (50mT) Alternating Magnetic Field
Ke Wenqi, Le Xiuhong, Wang Xueyou, Shi Jian, Guo Fengtao,Li Zhenjie, He Nanzhang, Yang Jun and Wang Laixing
Naval Medical Research Institute, Shanghai 200433
Abstract Aim：To study the effects of whole-body exposure to mine-sweeping boat high-strength alternating mag netic field on the rabbits and rats. Methods:Rabbits and rats were exposed to simulated high-strength (50mT) magnetic field environment of the main engine room of a mine-sweeping boat for 28 days (2-4h/d).Immediately after the experiment, rabbit serum biochemical indexes and red cell immunological function and rat neuropeptide were measured in both the exposure group and control group.Results:The rate of rabbit blood tumour red cell line loop in the 4h/d exposure group was significantly higher than the control group (P<0 .05) and had the tendency to increase in the 2h/d exposure group. The content of AVP in rat plasm in the 2h/d exposure group was markedly higher than the control group (P<0.01) and had a tendency to increase in the 4h/d exposure group too. The content of rat pituitary AVP in two exposure groups were all significantly higher than the control group (P<0.05 o r P<0.01).Conclusion: 28-day whole-body intermittent exposure to mine-sweeping boat high -st rength (50mT) alternating magnetic field produces no adverse effects on serum bi ochemical indexes and red cell immunological function and is likely to improve the ability of red cells conglutinating tumour cells. However, it can increase the content of plasm and pituitary AVP and thus result in an elevation of the pain-threshold and the anxiety-like response.
, 百拇医药
Key words alternating magnetic field;whole-body exposure;intermittent exposure; rabbit;rat;biological effect
扫雷艇装备有电磁扫雷具，可在主机舱内产生强度高达40～50mT(毫特斯拉)的磁场环境 ，对作业人员产生全身作用。为探讨扫雷艇高强度磁场对作业人员的影响及其耐受水平，并为制定舰艇磁场卫生学标准提供科学依据，笔者利用本所建造的“大气隙电磁铁成套设备”模拟扫雷艇主机舱磁场环境进行了50mT高强度交变磁场全身间断暴露28d的动物效应实验研究。
1 材料与方法
1.1 实验动物
实验用动物为兔和大鼠两种。①雄性新西兰兔20只，体重2.0～2.5kg，随机分为3组，每组6～8只，其中两组为暴露组，一组为对照组。②SD雄性大鼠24只，体重200～300g，随机分为3组，每组8只，其中两组为暴露组，一组为对照组。
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1.2 磁场环境条件
磁场类型为0.1Hz交变磁场，磁感应强度为50mT。暴露组动物放置于暴露室内大气隙电磁铁的磁极气隙之间，对照组动物置于对照室内假性磁体之间。
1.3 实验分组
分为以下三组：①4h/d暴露组：在50mT交变磁场中每天暴露4h，连续28d；②2h/d暴露组：在50mT交变磁场中每天暴露2h,连续28d;③对照组：除了不接触磁场环境外，其它实验条件与暴露组相同，并与暴露组同步实验、同步测试。
1.4 环境温湿度条件
实验期间暴露室和对照室的环境温湿度控制在以下范围之内：温度为(23±2)℃，相对湿度为(60±10)%。
1.5 测试指标方法
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实验结束后立即对暴露组和对照组动物同步测试以下指标：①兔血液生化指标：血清SOD(超氧化物岐化酶总活力，系采用亚硝酸盐单位)、MDA(脂质过氧化物丙二醛)、LDH(乳酸脱氢酶总活力)和LDH同工酶(包括LDH1～LDH5)；②兔红细胞免疫功能：RBC-CR1花环率(红细胞C3b受体花环率)、RBC-IC花环率(红细胞免疫复合物花环率)、肿瘤红细胞花环率：③大鼠体内神经肽含量：血浆、下丘脑、垂体内精氨酸加压素(AVP)、β-内啡肽(β-Ep)含量。以团体t-检验方法对暴露组和对照组测试数据进行统计学显著性检验。
2 结 果
2.1 兔生化指标变化
暴露组与对照组兔生化指标测试结果见表1。结果表明：①两个暴露组SOD有降低趋势，MDA和LDH有升高趋势，但与对照组比较均无显著差异(P>0.05);②其它指标无明显变化(P>0.05)。
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表1 兔生化指标的变化 组 别
SOD
(ku/L)
MDA
(μmol/L)
LDH
(u/L)
LDH同工酶(%)
LDH1
LDH2
LDH3
LDH4
, 百拇医药
LDH5
4h/d暴露组
330.7±37.4
3.85±2.56
4260±4621
34.22±5.93
29.40±2.29
17.65±3.72
6.18±1.79
12.58±3.99
2h/d暴露组
, 百拇医药 303.8±98.7
3.81±2.04
4170±2090
36.80±6.06
31.54±6.13
18.32±4.26
6.60±2.53
6.80±4.65
对照组
349.5±32.9
2.20±0.98
2777±3289
, http://www.100md.com
37.76±5.04
29.30±4.67
15.63±3.81
7.43±1.46
9.90±3.93
2.2 兔红细胞免疫功能变化
暴露组与对照组兔红细胞免疫功能测试结果见表2。结果表明：①4h/d暴露组肿瘤红细胞花环率明显高于对照组(P<0.05),2h/d暴露组也出现升高趋势，但与对照组比较无显著差别(P>0.05);②RBC-CR1花环率和RBC-IC花环率均无显著变化(P>0.05)。表2 兔红细胞免疫功能的变化 组 别
RBC-CR1花环率(%)
, 百拇医药
RBC-IC花环率(%)
肿瘤红细胞花环率(%)
4h/d暴露组
27.50±5.36
8.17±3.60
25.67±9.83*
2h/d暴露组
26.33±6.02
11.83±4.17
18.33±4.13
对照组
, 百拇医药
25.14±12.19
9.57±4.61
15.86±5.93
*0.01
2.3 大鼠体内神经肽含量变化
暴露组与对照组大鼠血浆、下丘脑、垂体内AVP和β-Ep含量测试结果见表3、4。结果表明：①2h/d暴露组血浆内AVP含量明显高于对照组(P<0.01),4h/d暴露组也有升高趋势，但与对照组比较无显著差别(P>0.05)；②两个暴露组垂体内AVP含量均显著高于对照组(P<0.05或P<0.01)；③两个暴露组下丘脑内AVP含量无明显变化(P>0.05)；④血浆、下丘脑、垂体内β-Ep含量均无显著变化(P>0.05)。
表3 大鼠体内AVP含量的变化 组 别
, 百拇医药
血浆(ng/L)
下丘脑(fg/g)
垂体(pg/g)
4h/d暴露组
439.5±117.8
58.2±59.5
116.0±67.7**
2h/d暴露组
1701.1±2027.8**
59.2±44.9
70.7±68.8*
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对照组
125.0±115.4
103.0±63.1
33.8±21.1
*0.01
表4 大鼠体内β-Ep含量的变化 组 别
血浆(ng/L)
下丘脑(fg/g)
垂体(pg/g)
4h/d暴露组
56.3±22.5
, http://www.100md.com
155.9±194.2
15.4±7.9
2h/d暴露组
43.3±29.1
222.8±71.5
29.9±21.8
对 照 组
50.8±20.4
352.9±164.3
33.9±29.3
3 讨 论
磁场对于自由基的影响是当前热点研究课题之一，但目前报道不多。国内有人报道强磁场可使小鼠血清SOD活力增强、自由基代谢产物过氧化脂质(LPO)含量降低[1，2]。但本文结果表明，在50mT磁场中暴露28d(2～4h/d)后，出现SOD总活力轻度降低，脂质过氧化物MDA含量轻度增高趋势，虽其变化与对照组差别不显著，但提示存在抗氧化酶活力受轻度影响的可能性，这有待于进一步探讨。
, http://www.100md.com
磁场对免疫功能有双相性作用。以往研究结果表明，高强度磁场(50～100mT)连续暴露48～96h可引起免疫功能降低[3]，而高强度磁场(75mT)间断暴露7d(12h/d)可引起免疫功能增强[4]。本文结果表明，磁场暴露后可使肿瘤红细胞花环率增高，提示在本实验条件的磁场暴露下似可提高红细胞免疫粘附肿瘤细胞的能力，如能进一步证实，将为研究强磁场抗肿瘤作用提供重要依据。
以往研究表明，50～100mT磁场全身间断暴露7～14d(12h/d)可引起大鼠血浆、下丘脑、垂体内AVP和β-Ep含量明显升高[4，5]。本实验结果也表明50mT磁场全身间断暴露28d(2～4h/d)可引起垂体和血浆内AVP含量增高，而β-Ep含量无明显变化。由于AVP参与体内镇痛过程，故AVP增加可引起痛阈升高；AVP还可引起机体焦虑样反应，故AVP增加可导致焦虑、烦躁等情绪反应。
根据本实验结果，在50mT交变磁场中全身间断暴露28d(2～4h/d)即可引起机体血浆和垂体内AVP含量增加，可对机体产生一定影响。故提示对舰艇高强度(50mT)磁场环境中作业人员，其作业时间应控制在2h/d以下，持续时间不超过4周。 参考文献
, http://www.100md.com
1 杨煜荣.磁场生物效应研究中值得探讨的若干问题.生物磁学，1995，(3，4)：49
2 张均一.磁场对小鼠自由基代谢的影响.中华理疗杂志，1993，16(4)：205
3 柯文棋，李振杰，乐秀鸿等.高强度超低频交变磁场急性全身暴露对机体的影响.生物磁学，1995，(3，4)：29
4 乐秀鸿，柯文棋，何南章等.恒定磁场的生物效应.生物磁学，1994，(4)：3
5 待 坚，王来兴，乐秀鸿等.恒定磁场对大鼠体内β-内啡肽和精氨酸加压素含量的影响及其剂量效应关系.中华生物磁学，1993，7(3，4)：90
(收稿：1999-06-01), http://www.100md.com
单位：海军医学研究所，上海市 200433
关键词：交变磁场；全身暴露；间断暴露；兔；大鼠；生物效应
海军医学杂志990104 摘要 目的：研究扫雷艇高强度交变磁场对机体全身暴露的影响。方法：模拟扫雷艇主机舱高强度(50mT)磁场环境，使兔和大鼠全身暴露28d(2～4h/d)，实验结束后立即同步测试暴露组与对照组的兔血清生化指标、兔血液中红细胞免疫功能和大鼠体内神经肽含量的变化。结果：4h/d暴露组兔血液中肿瘤红细胞花环率显著高于对照组(P<0.05),2h/d暴露组也有升高趋势；2h/d暴露组大鼠血浆内AVP含量显著高于对照组(P<0.01)，4h/d暴露组也有升高趋势；两个暴露组大鼠垂体内AVP含量均显著高于对照组(P<0.05或P<0.01)；其它指标无显著变化(P>0.05)。结论：50mT高强度交变磁场全身间断暴露28d对血清生化指标和红细胞免疫功能未见不良影响，似可提高红细胞免疫粘附肿瘤细胞能力，但可引起机体血浆和垂体内AVP含量增加，导致痛阈升高和焦虑样反应。
, 百拇医药
The Effects of 28-Day Intermittent Exposure to
High-Strength (50mT) Alternating Magnetic Field
Ke Wenqi, Le Xiuhong, Wang Xueyou, Shi Jian, Guo Fengtao,Li Zhenjie, He Nanzhang, Yang Jun and Wang Laixing
Naval Medical Research Institute, Shanghai 200433
Abstract Aim：To study the effects of whole-body exposure to mine-sweeping boat high-strength alternating mag netic field on the rabbits and rats. Methods:Rabbits and rats were exposed to simulated high-strength (50mT) magnetic field environment of the main engine room of a mine-sweeping boat for 28 days (2-4h/d).Immediately after the experiment, rabbit serum biochemical indexes and red cell immunological function and rat neuropeptide were measured in both the exposure group and control group.Results:The rate of rabbit blood tumour red cell line loop in the 4h/d exposure group was significantly higher than the control group (P<0 .05) and had the tendency to increase in the 2h/d exposure group. The content of AVP in rat plasm in the 2h/d exposure group was markedly higher than the control group (P<0.01) and had a tendency to increase in the 4h/d exposure group too. The content of rat pituitary AVP in two exposure groups were all significantly higher than the control group (P<0.05 o r P<0.01).Conclusion: 28-day whole-body intermittent exposure to mine-sweeping boat high -st rength (50mT) alternating magnetic field produces no adverse effects on serum bi ochemical indexes and red cell immunological function and is likely to improve the ability of red cells conglutinating tumour cells. However, it can increase the content of plasm and pituitary AVP and thus result in an elevation of the pain-threshold and the anxiety-like response.
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Key words alternating magnetic field;whole-body exposure;intermittent exposure; rabbit;rat;biological effect
扫雷艇装备有电磁扫雷具，可在主机舱内产生强度高达40～50mT(毫特斯拉)的磁场环境 ，对作业人员产生全身作用。为探讨扫雷艇高强度磁场对作业人员的影响及其耐受水平，并为制定舰艇磁场卫生学标准提供科学依据，笔者利用本所建造的“大气隙电磁铁成套设备”模拟扫雷艇主机舱磁场环境进行了50mT高强度交变磁场全身间断暴露28d的动物效应实验研究。
1 材料与方法
1.1 实验动物
实验用动物为兔和大鼠两种。①雄性新西兰兔20只，体重2.0～2.5kg，随机分为3组，每组6～8只，其中两组为暴露组，一组为对照组。②SD雄性大鼠24只，体重200～300g，随机分为3组，每组8只，其中两组为暴露组，一组为对照组。
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1.2 磁场环境条件
磁场类型为0.1Hz交变磁场，磁感应强度为50mT。暴露组动物放置于暴露室内大气隙电磁铁的磁极气隙之间，对照组动物置于对照室内假性磁体之间。
1.3 实验分组
分为以下三组：①4h/d暴露组：在50mT交变磁场中每天暴露4h，连续28d；②2h/d暴露组：在50mT交变磁场中每天暴露2h,连续28d;③对照组：除了不接触磁场环境外，其它实验条件与暴露组相同，并与暴露组同步实验、同步测试。
1.4 环境温湿度条件
实验期间暴露室和对照室的环境温湿度控制在以下范围之内：温度为(23±2)℃，相对湿度为(60±10)%。
1.5 测试指标方法
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实验结束后立即对暴露组和对照组动物同步测试以下指标：①兔血液生化指标：血清SOD(超氧化物岐化酶总活力，系采用亚硝酸盐单位)、MDA(脂质过氧化物丙二醛)、LDH(乳酸脱氢酶总活力)和LDH同工酶(包括LDH1～LDH5)；②兔红细胞免疫功能：RBC-CR1花环率(红细胞C3b受体花环率)、RBC-IC花环率(红细胞免疫复合物花环率)、肿瘤红细胞花环率：③大鼠体内神经肽含量：血浆、下丘脑、垂体内精氨酸加压素(AVP)、β-内啡肽(β-Ep)含量。以团体t-检验方法对暴露组和对照组测试数据进行统计学显著性检验。
2 结 果
2.1 兔生化指标变化
暴露组与对照组兔生化指标测试结果见表1。结果表明：①两个暴露组SOD有降低趋势，MDA和LDH有升高趋势，但与对照组比较均无显著差异(P>0.05);②其它指标无明显变化(P>0.05)。
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表1 兔生化指标的变化 组 别
SOD
(ku/L)
MDA
(μmol/L)
LDH
(u/L)
LDH同工酶(%)
LDH1
LDH2
LDH3
LDH4
, 百拇医药
LDH5
4h/d暴露组
330.7±37.4
3.85±2.56
4260±4621
34.22±5.93
29.40±2.29
17.65±3.72
6.18±1.79
12.58±3.99
2h/d暴露组
, 百拇医药 303.8±98.7
3.81±2.04
4170±2090
36.80±6.06
31.54±6.13
18.32±4.26
6.60±2.53
6.80±4.65
对照组
349.5±32.9
2.20±0.98
2777±3289
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37.76±5.04
29.30±4.67
15.63±3.81
7.43±1.46
9.90±3.93
2.2 兔红细胞免疫功能变化
暴露组与对照组兔红细胞免疫功能测试结果见表2。结果表明：①4h/d暴露组肿瘤红细胞花环率明显高于对照组(P<0.05),2h/d暴露组也出现升高趋势，但与对照组比较无显著差别(P>0.05);②RBC-CR1花环率和RBC-IC花环率均无显著变化(P>0.05)。表2 兔红细胞免疫功能的变化 组 别
RBC-CR1花环率(%)
, 百拇医药
RBC-IC花环率(%)
肿瘤红细胞花环率(%)
4h/d暴露组
27.50±5.36
8.17±3.60
25.67±9.83*
2h/d暴露组
26.33±6.02
11.83±4.17
18.33±4.13
对照组
, 百拇医药
25.14±12.19
9.57±4.61
15.86±5.93
*0.01
2.3 大鼠体内神经肽含量变化
暴露组与对照组大鼠血浆、下丘脑、垂体内AVP和β-Ep含量测试结果见表3、4。结果表明：①2h/d暴露组血浆内AVP含量明显高于对照组(P<0.01),4h/d暴露组也有升高趋势，但与对照组比较无显著差别(P>0.05)；②两个暴露组垂体内AVP含量均显著高于对照组(P<0.05或P<0.01)；③两个暴露组下丘脑内AVP含量无明显变化(P>0.05)；④血浆、下丘脑、垂体内β-Ep含量均无显著变化(P>0.05)。
表3 大鼠体内AVP含量的变化 组 别
, 百拇医药
血浆(ng/L)
下丘脑(fg/g)
垂体(pg/g)
4h/d暴露组
439.5±117.8
58.2±59.5
116.0±67.7**
2h/d暴露组
1701.1±2027.8**
59.2±44.9
70.7±68.8*
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对照组
125.0±115.4
103.0±63.1
33.8±21.1
*0.01
表4 大鼠体内β-Ep含量的变化 组 别
血浆(ng/L)
下丘脑(fg/g)
垂体(pg/g)
4h/d暴露组
56.3±22.5
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155.9±194.2
15.4±7.9
2h/d暴露组
43.3±29.1
222.8±71.5
29.9±21.8
对 照 组
50.8±20.4
352.9±164.3
33.9±29.3
3 讨 论
磁场对于自由基的影响是当前热点研究课题之一，但目前报道不多。国内有人报道强磁场可使小鼠血清SOD活力增强、自由基代谢产物过氧化脂质(LPO)含量降低[1，2]。但本文结果表明，在50mT磁场中暴露28d(2～4h/d)后，出现SOD总活力轻度降低，脂质过氧化物MDA含量轻度增高趋势，虽其变化与对照组差别不显著，但提示存在抗氧化酶活力受轻度影响的可能性，这有待于进一步探讨。
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磁场对免疫功能有双相性作用。以往研究结果表明，高强度磁场(50～100mT)连续暴露48～96h可引起免疫功能降低[3]，而高强度磁场(75mT)间断暴露7d(12h/d)可引起免疫功能增强[4]。本文结果表明，磁场暴露后可使肿瘤红细胞花环率增高，提示在本实验条件的磁场暴露下似可提高红细胞免疫粘附肿瘤细胞的能力，如能进一步证实，将为研究强磁场抗肿瘤作用提供重要依据。
以往研究表明，50～100mT磁场全身间断暴露7～14d(12h/d)可引起大鼠血浆、下丘脑、垂体内AVP和β-Ep含量明显升高[4，5]。本实验结果也表明50mT磁场全身间断暴露28d(2～4h/d)可引起垂体和血浆内AVP含量增高，而β-Ep含量无明显变化。由于AVP参与体内镇痛过程，故AVP增加可引起痛阈升高；AVP还可引起机体焦虑样反应，故AVP增加可导致焦虑、烦躁等情绪反应。
根据本实验结果，在50mT交变磁场中全身间断暴露28d(2～4h/d)即可引起机体血浆和垂体内AVP含量增加，可对机体产生一定影响。故提示对舰艇高强度(50mT)磁场环境中作业人员，其作业时间应控制在2h/d以下，持续时间不超过4周。 参考文献
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1 杨煜荣.磁场生物效应研究中值得探讨的若干问题.生物磁学，1995，(3，4)：49
2 张均一.磁场对小鼠自由基代谢的影响.中华理疗杂志，1993，16(4)：205
3 柯文棋，李振杰，乐秀鸿等.高强度超低频交变磁场急性全身暴露对机体的影响.生物磁学，1995，(3，4)：29
4 乐秀鸿，柯文棋，何南章等.恒定磁场的生物效应.生物磁学，1994，(4)：3
5 待 坚，王来兴，乐秀鸿等.恒定磁场对大鼠体内β-内啡肽和精氨酸加压素含量的影响及其剂量效应关系.中华生物磁学，1993，7(3，4)：90
(收稿：1999-06-01), http://www.100md.com