高功率雷达微波辐照对大鼠肝功能的影响

王红红，张永国，田季雨，张军，曾军

(1 中国人民解放军第518医院，西安710043；2 中国人民解放军北部战区总医院；3 中国人民解放军63780部队卫生队)

随着电磁波技术在通讯、医疗、军事等领域广泛应用，人类生活环境中充斥着电磁波，但人们对电磁波辐射危害的认识却相对不足[1]。近年研究发现,长期暴露于微波辐照下，可导致视力、听力、嗅觉等感觉器官功能下降，还可导致循环、生殖等系统损害[2]。肝脏是人体重要的消化器官，其慢性损伤可引起肝纤维化，并逐渐发展为肝硬化甚至肝癌。有研究发现，除病毒感染、酒精、工业毒物或药物等[3，4]可导致肝损伤外，微波辐照亦可能是导致肝损伤的重要原因，但目前鲜见相关报道。2014年1月～2016年12月，本研究观察了高功率雷达微波辐照对大鼠肝功能的影响。现报告如下。

1 材料与方法

1.1 材料 成年雄性SD大鼠24只，清洁级，鼠龄6～8周，体质量220～240 g，购自空军军医大学实验动物中心，动物许可证号：SCXK(京)2011-005。所有大鼠单笼饲养，自由摄食、饮水，饲养环境温度18～22 ℃，相对湿度40%～70%，光照12 h明暗交替。高功率雷达微波源，由某部队测控站提供。全自动生化分析仪，美国贝克曼库尔特公司。免疫组化试剂盒、DAB显色试剂盒，北京中山生物技术有限公司。鼠抗人骨桥蛋白(OPN)抗体，美国Chemicon公司；生物素标记的羊抗鼠IgG多克隆抗体，北京中杉金桥生物技术有限公司。

1.2 动物分组与模型制备 所有SD大鼠适应性喂养1周，随机分为微波辐照组、CCl4肝损伤组、阴性对照组，每组8只。微波辐照组置于塑料盒中，用吊车升至与雷达天线主轴等高，距离地面50 m；辐照参数：最高功率15 kW，峰值功率为1.210 3 kW，平均功率8 kW，辐照30 min，休息15 min，每天累计辐照2 h，连续辐照5 d。CCl4肝损伤组给予60% CCl4橄榄油溶液0.3 mL/100 g体质量腹部皮下注射，每隔3 d注射一次，连续注射16周。阴性对照组置于塑料盒中，用吊车升至与微波辐照组同等位置，但不予微波辐照。

1.3 肝功能检测 各组建模结束，眶后静脉丛取血1.5 mL，3 500 r/min离心10 min，留取上层血清。采用全自动生化分析仪检测血清ALT、AST、总胆红素(TBil)、总胆红素(ChE)、白蛋白(Alb)。

1.4 肝组织OPN表达检测 采用免疫组化SP法。各组眶后静脉丛取血后，断颈处死，迅速分离肝组织，4%甲醛固定，常规梯度乙醇脱水、石蜡包埋，5 μm厚连续切片。切片经二甲苯脱蜡，梯度乙醇水化；3% H2O2室温孵育20 min，以消除内源性过氧化物酶活性；加入4%正常山羊血清封闭，置于预先在37 ℃中平衡30 min湿盒，37 ℃孵育20 min；倾去血清，滴加鼠抗人OPN一抗，4 ℃孵育过夜；次日，加入生物素标记的羊抗鼠IgG多克隆抗体，湿盒中37 ℃孵育30 min；滴加SP工作液，37 ℃孵育30 min；DAB显色，显微镜下控制显色时间，自来水反复冲洗终止反应；苏木素复染，梯度乙醇脱水、二甲苯透明，中性树胶封片，显微镜下观察。采用双盲法由两位病理科医师独立阅片。OPN阳性染色定位于细胞质中，呈棕褐色颗粒。每张切片随机选取5个200倍视野，评估每视野着色强度；每视野计数200个细胞，计算阳性细胞比例。着色强度评分：无着色为0分，淡棕色为1分，棕色为2分，深棕色为3分；阳性细胞比例评分：<1%为0分，1%～<25%为1分，25%～<50%为2分，50%～<75%为3分，≥75%为4分。着色强度评分和阳性细胞比例评分乘积>1为OPN阳性表达。

2 结果

2.1 各组肝功能比较 见表1。

表1 各组肝功能比较

注：与阴性对照组比较，*P<0.05。

2.2 各组肝组织OPN阳性表达比较 微波辐照组有1只因操作失误导致免疫组化染色失败，OPN阳性表达5只，CCl4肝损伤组与阴性对照组OPN阳性表达分别为6、1例。CCl4肝损伤组和微波辐照组OPN阳性表达只数均明显高于阴性对照组(P均<0.05)，而微波辐照组与CCl4肝损伤组比较P>0.05。

3 讨论

微波技术最初用于军事领域，随着科技的不断进步，已在通讯、交通、医疗等领域广泛应用，给人们的日常生活和工作带来诸多便利。早在20世纪40年代，人们就注意到微波辐射可对生殖系统造成损伤[5，6]，但未引起广泛关注。近年随着工业的发展和医学的进步，人们发现微波辐射对生物体存在一定致伤作用，并逐渐引起关注。目前认为，微波辐射可引起大脑、心肌等器官损伤，对大脑的损伤主要表现为出现神经衰弱、学习和记忆力减退等不良症状，对心肌的损伤主要表现为心肌细胞结构、功能和表型改变。有研究发现，微波辐照还可引起血液、生殖等系统损害，其对血液系统的损害表现为外周血白细胞、红细胞计数下降以及血红蛋白含量降低，对免疫系统的损害表现为血清IgM、IgA抗体水平改变[7，8]。但目前鲜见微波辐照对肝功能影响的报道。

肝脏是人体的重要消化器官，具有代谢、解毒、胆汁分泌、免疫防御等生物学功能。肝功能损害在临床上较为常见，其常见病因为病毒感染、代谢障碍、营养不良等，但仍有部分肝功能损伤的原因未能明确。近年研究认为，环境污染可能是导致不明原因肝功能损伤的重要原因[9，10]。而微波是一种看不见的环境污染物，在高强度或长时间辐照下可能会给机体健康带来不利影响。已有研究证实，微波辐照可通过影响抗氧化作用导致大鼠肝功能损伤[11,12]。但正常人群长期暴露于高功率雷达微波辐照环境中是否亦能导致肝功能损伤，尚不清楚。

ALT和AST统称为氨基酸转移酶，主要存在于肝细胞中，正常情况下血清含量很低。但当肝细胞受损时，肝细胞膜通透性增加，胞质内ALT、AST可释放入血液，故血清ALT、AST水平升高可提示肝功能受损。肝脏在胆红素代谢中具有重要作用。TBil是直接胆红素和间接胆红素的总和，当肝细胞受损时可引起胆红素代谢障碍，继而胆红素在血液中蓄积，最终导致血清TBil水平明显升高。ChE是肝脏储备功能的一个重要标志，可用于评估肝实质细胞损害[13]。Alb由肝脏合成，是正常人体血清总蛋白中的主要蛋白质成分，可反映肝脏合成、代谢和储备功能，也是评估肝功能损伤的一个重要指标。CCl4肝损伤模型是一种经典的动物研究模型，可重复性好[14]。因此，本研究以CCl4肝损伤模型作为阳性对照。结果发现，微波辐照组和CCl4肝损伤组血清ALT、AST、TBil水平均明显高于阴性对照组，血清ChE、Alb水平均明显低于阴性对照组；而微波辐照组与CCl4肝损伤组上述指标比较差异均无统计学意义。结果提示高功率雷达微波辐照能够引起大鼠肝功能损伤。

OPN是一种分泌型磷酸化糖蛋白，可由多种组织细胞合成与分泌，如骨、肾、肌肉等，能够参与组织修复、重建等病理过程[15]。正常肝组织OPN表达较少，但在肝炎、肝纤维化等组织中OPN表达明显升高。因此，OPN也是一个反映肝功能损伤的指标。本研究结果显示，微波辐照组、CCl4肝损伤组肝组织OPN阳性表达只数均明显高于阴性对照组，而微波辐照组与CCl4肝损伤组比较差异无统计学意义。进一步证实高功率雷达微波辐照可导致大鼠肝功能损伤。

综上所述，高功率雷达微波辐照可导致大鼠一定程度肝功能损伤。