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《中国人民解放军军医进修学院》 2004年
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脉冲微波对小鼠中枢神经系统的延迟效应

牛富生  
【摘要】:流行病学研究显示,电磁场(electromagnetic fields,EMF)暴露和老年痴呆(Alzheimer disease,AD)发病有一定关系,故此我们提出了EMF暴露可能对中枢神经系统(central nervous system,CNS)有延迟效应的假说。 方法 为验证这一假说,本课题研究了小鼠接受脉冲微波照射后,自然生长至老年,观察其学习、记忆功能的改变以及不同脑区胶质细胞、血脑屏障等结构的迟发性病理组织学改变。2月龄雄性Km小鼠随机分为照射组和对照组,照射组接受20分钟脉冲微波照射,照射条件:H极化(即磁场平行于身长),方波脉冲,中心频率:9.0 GHz,脉宽:0.25μs,占空比:0.067%,峰值功率密度12.89 W/cm~2,平均功率密度8.1 m W/cm2,全身平均SAR为2.4W/Kg。以Morris水迷宫试验观察空间学习记忆能力,以BS-I-B_4组化染色显示毛细血管,羊抗小鼠IgG免疫组化显示血脑屏障的破坏。Ferritin、GFAP免疫组化分别显示小胶质细胞和星形胶质细胞。单克隆抗人amyloid蛋白[17-24]免疫组化检测Aβ沉积。 结果 第一部分:行为学研究结果 照射前后,动物肛温没有明显变化。照后7月,水迷宫试验较对照组无明显差异。照后9月起小鼠空间学习记忆能力下降。Probe试验显示照后15月组动物不能识别平台位置。结论:EMF暴露长期效应对小鼠空间学习能力有损伤。 脉冲微波对中枢神经系统的延迟效应 第二部分:系统病理观察结果 中文摘要 照后早期,动物生长状况良好。照后15月,照射组较对照组动物体重减 轻(P0.05),毛色变差。照后9月起,照射组动物发现肿瘤,其后肿瘤发生 率增加。以肝癌多见,另有一例肠粘膜相关淋巴瘤。照射组动物慢性炎症率 增加。 第三部分:神经病理观察结果 1:脑部常规形态学观察 HE,LFB,甲苯胺蓝染色照射组与对照组相比脑内脑室系统、神经元、髓 鞘、毛细血管形态结构没有明显差异。 2:EMF暴露对毛细血管和血脑屏障的影响 照后3天、2周,照射组小鼠海马、基底节、基底前脑、额叶及颗叶皮质 Bs一I一B4组化阳性毛细血管增多。照后4周,上述部位阳性毛细血管明显减少, 但仍较对照组为多。其后,照射组与对照组相比,阳性毛细血管无明显差异。 照后早期,未见血脑屏障的破坏。照后9个月,部分动物出现血脑屏障的破坏, 照后12个月,巧个月,血脑屏障破坏的动物更多。结论:EMF暴露早期毛细 血管有改变,且持续时间较长;后期出现血脑屏障的破坏。 3:EMF暴露对小胶质细胞、星形胶质细胞的影响 正常小鼠GEAP阳性星形胶质细胞主要位于白质。正常中、老年小鼠随月 龄增加,脑内星形胶质细胞有所增加,并有少量活化;皮质分子层也出现少 量星形胶质细胞。照射组小鼠照后3天,脑内可见少量星形胶质细胞活化,其 后星形胶质细胞数量和形态变化渐趋明显。脐服体、海马沟微血管周GFAP 阳性染色加深;海马、海马伞、颗叶皮质、杏仁核、基底前脑活化星形胶质 细胞增多明显。 正常小鼠Fetritin阳性小胶质细胞主要位于灰质。照后3天,照射组小鼠脑 博士学位论文 第5页 脉冲微波对中枢神经系统的延迟效应中文摘要 内可见少量小胶质细胞激活。其后激活的小胶质细胞逐渐增多。 结论:照射组小鼠随自然生长期的延长,星形胶质细胞、小胶质细胞反 应逐渐增强。 4:脑内Ap的沉积 照后9月,小鼠脑内见可疑Ap阳性斑块出现,照后12、巧月Ap可疑阳 J胜斑块增多。对照组未见Ap阳性沉积。 总结: 本课题对脉冲微波单次暴露后,小鼠自然生长至老年,各时期全身及脑 组织病理形态学以及行为学改变进行了系统观察。结果发现,照后早期表现 为脑内星形细胞、小胶质细胞活化,且此种变化持续存在;早期脑内毛细血 管改变,持续大约1月。长期效应表现为小鼠空间学习记忆能力下降,脑内星 形胶质细胞、小胶质细胞激活更趋明显,血脑屏障破坏,可疑的Ap沉积, 肿瘤和慢性炎症发生率增加。结果证实了我们的假说,即脉冲微波暴露对中 枢神经系统存在迟发性损伤效应。另外本研究结果对微波辐照后肿瘤的发生 机制研究开辟一条新思路。
【学位授予单位】:中国人民解放军军医进修学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:R749.16

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