工频电磁场对不同增殖期淋巴细胞的生物效应

 　　【摘要】 目的 探讨工频电磁场对不同增殖期淋巴细胞的生物效应。方法 采用50Hz1.5mT人工磁场，取健康人外周血0.5ml置于含PHA细胞培养瓶中，在上述磁场环境下37℃培养24～96h，于不同时间检查细胞存活率和转化率，与无磁场培养的对照组比较。结果 试验组淋巴细胞转化率仅为（47.70±11.48）%，显著低于对照组（P<0.001）淋巴细胞，死亡率明显上升，96h为（94.20±2.41）%（P<0.01），且随磁场作用时间的延长而递增;其中转化细胞死亡率96h为（57.66±2.32）%，明显高于对照组（P<0.01），并反应出累积效应。结论 50Hz工频磁场能对淋巴细胞特别是幼稚型产生损伤性生物效应，且这种效应随辐射时间的延长而加剧。其致损伤的机制为多种因素的综合表现。 

　　关键词 工频磁场 电磁辐射 淋巴细胞 生物效应
     
　　　电磁波给人们的生产和生活带来了极大的方便，促进了科研、教学、办公及生活的现代化，但与此同时，也给我们生存的周围环境带来了严重的电磁污染。2000年6月国际癌症研究所（IARC）将极低频电磁场（工频电磁场）列为可疑致癌物 ［1］  。特别是与日常生活息息相关的电脑、移动通讯、广播电视、以及医疗保健相关仪器的广泛应用，更引起人们对电磁污染的忧虑和关注。为此我们进行了工频电磁场对人体培养淋巴细胞不同增殖期及作用不同时间的生物效应，并结合文献对其机制进行了讨论，报告如下。
   
　　1 材料与方法
   
　　1.1 人工磁场辐射系统 系人工磁场发生器，可在37℃培养箱内使培养细胞受到均匀的磁场辐射。用磁场检测仪（河南省电力科学研究所生产），证实该系统能产生的最大磁场强度为1.58mT（1mT=10Gaues）。在该装置的平台上（长宽高为15cm×10cm×5cm）区域内为1.5mT高度均一的磁场。
   
　　1.2 主要试剂 1640细胞培养基，每瓶4ml，含PHA2μg/ml，青霉素100U/ml，链霉素100μg/ml，小牛血清15%。2%台盼兰生理盐水溶液及瑞氏染液为本室自配。
   
　　1.3 人淋巴细胞存活率及T细胞转化试验 挑选健康人（年龄25～50岁，均为男性，肝肾功能正常，无心脑血管疾病及其他慢性病的查体人员）80例，抽取外周血0.5ml，分别置于细胞培养瓶中，随机分成两组，即实验组与对照组各40例。将实验组培养瓶置于上述磁场环境中，对照组置于无磁场的环境中培养72h。分别于培养24h、48h、72h、96h培养基中取培养的实验细胞与对照细胞涂片进行台盼兰染色;同时对72h培养细胞进行瑞氏染色，分别计算存活率和淋巴细胞转化率，并进行统计学处理。

　　2 结果
   
　　2.1 工频电磁场对培养淋巴细胞分裂增殖的抑制效应 本文实验发现经PHA刺激的淋巴细胞，通过50Hz1.5mT的工频磁场辐射后，T淋巴细胞的分裂增殖明显下降，试验组转化率仅为（47.70±11.48）%，见表1。
    
　　表1 工频磁场对淋巴细胞转化率的影响（略）
   
　　2.2 工频磁场作用不同时间对人体淋巴细胞的生物效应 培养人体淋巴细胞在50Hz1.5mT磁场环境中24h其死亡率为（14.00±2.41）%，而对照组仅为（3.66±2.26）%（P<0.001）。当磁场作用延长至96h则死亡率上升至（94.20±2.41）%，且随作用时间的延长其死亡率明显递增，见表2。
    
　　表2 工频电磁场对淋巴细胞的生物效应培养时间（略）

　　2.3 工频电磁场对不同增殖期淋巴细胞的生物效应 淋巴细胞在植物血凝素（PHA）的作用下，可转化为淋巴母细胞，从成熟的终末细胞变成有分裂增殖能力的幼稚淋巴细胞。转化的淋巴细胞形态明显改变，体积增大及核仁形成 ［2］  。即成熟的淋巴细胞幼稚化。结果，在磁场作用24～96h其死亡率均为转化细胞明显高于未转化的淋巴细胞，且这种杀伤效应随辐射时间的延长而明显增强，并表现出一定程度的累积效应，见表3。
    
　　表3 幼稚与成熟淋巴细胞对电磁辐射的敏感性分析（略）

　　3 讨论

　　本文实验证明，一定强度工频电磁辐射（50Hz1.5mT）不仅能干扰或抑制淋巴细胞的分裂增殖，而且能杀死对电磁辐射极为敏感的幼稚淋巴细胞。关于工频电磁场抑制或杀死淋巴细胞的可能机制，结合文献讨论如下。
   
　　3.1 电磁辐射穿透细胞和组织产生生物效应 有实验证明，电磁辐射能抑制细胞间隙连接通讯功能（GJIC），而GJIC在维持细胞的增殖与分化方面起着重要作用，它被用作可疑促癌剂的一个观察指标。并指出50Hz磁场抑制GJIC的阈值为0.4mT ［3］  。IVancsis等报道，间断性暴露于50Hz磁场可引起DNA双链断裂并存在剂量反应关系，其阈值为0.07～0.1mT ［3］  。
   
　　3.2 电磁辐射通过信号分子介导产生生物效应 电磁场不仅能够通过直接作用于细胞或组织产生生物效应，也可通过各种信号分子的介导，间接地对细胞产生作用。有研究发现50Hz脉冲电磁场作用于胰岛素使胰岛素的构象发生改变，这种经电磁场处理的胰岛素作用于L-02细胞，使细胞的增殖受到抑制，并提出这种细胞受抑制的机理可能是携带有电磁场作用信息、构象发生改变的胰岛素与细胞表面的胰岛素受体结合能力下降所引起的。最终导致细胞增殖抑制 ［4］  。
   
　　3.3 电磁辐射致细胞损伤的穿孔效应 有研究提示电磁脉冲可以造成多种细胞的损伤和发生细胞膜穿孔，所有受电磁脉冲辐射的神经元和细胞内游离钙浓度均比对照组明显降低，提示细胞内钙外流 ［5，6］  。笔者在以往的研究中也发现长期在超高压电磁场环境中的作业人员血清钙明显高于对照组。支持由于电磁辐射使细胞穿孔致细胞内容物外溢，细胞功能改变，活力下降，最终使细胞凋亡或坏死 ［7］  。
   
　　3.4 电磁辐射改变敏感细胞的基因表达 日本学者报道在简压电线附近的小于55岁妇女乳腺癌的发生率比对照组高出3倍。表明磁场暴露可以增加乳腺癌的发生。其发生机制可能在磁场的作用下，褪黑激素的抗增殖效应被抑制。因为生理水平的褪黑激素能抑制乳腺癌细胞的生长，并用人乳腺癌细胞（MCF-7）进行试验，证实了这种假说。并提出这种功能性的改变系基因表达改变所致。MCF-7细胞通过磁场暴露后，一些原癌基因表达增加，其他基因表达下降。同时证明了细胞在磁场暴露期间DNA复制被抑制及磁场诱导的基因突变增加 ［8］  。浙江医大的一项研究也提示:50Hz0.4mT可改变多种蛋白质的基因表达 ［3］  。
   
　　通过实验研究结合文献分析，发现电磁场对细胞的生物效应机制是多方面的，除了直接作用于细胞外，还有间接的信号介导、穿孔效应以及基因改变或突变等，因此可以认为电磁辐射对人体的生物学效应为多种方式的综合表现。

　　参考文献
    
　　1 曹兆进，等.电磁辐射对健康影响的国胸流行病学调查综述.第三届电磁辐射与健康国际研讨会论文集，2003，10-14.
   
　　2 赵斌，等.现代免疫学.北京:人民军医出版杜，1994，128.
   
　　3 姜槐，等.中国电磁辐射标准科学依据的探讨.第三届电磁辐射与健康国际研讨会论文集，2003，46-48.
   
　　4 戴雩文，等.胰岛素介导的脉冲电磁场对人肝细胞酪氨酸化和基因表达水平的影响.第三届电磁辐射与健康国际研时会论文集，2003，66-67.
   
　　5 范纯武，等.工频磁场对人体淋巴细胞核仁区酸性非组蛋白活性表达影响的研究.工业卫生与职业病，2000，26（5）:261.
   
　　6 王德文，等.HPM和EMP所致几种神经元和细胞膜穿孔效应及其意义的研究.第三届电磁辐射与健康国际研讨会论文集，2003，61-63.
   
　　7 范纯武，等.工频磁场诱导淋巴细胞调亡的实验研究.中华劳动卫生职业病杂志，2000，18（3）:171.
   
　　8 Masami，等.50Hz1.2mT和100mT电磁场对磁场敏感细胞（MCF-7）基因表达的影响.第三届电磁辐射与健康国际研讨会论文集，2003，23-24.

　　（收稿日期:2004-09-05）

　　作者单位:100073北京电力医院电磁场与人体医学研究室  

　　（编辑晓 青）