微波致中枢神经系统损伤研究进展 航天医药

随着雷达、无线通讯等在航空航天领域中的广泛应用,微波对航空航天从业人员的健康,尤其是对精神状态方面的影响越来越引起人们的注意。笔者以微波的非热效应为主,从微波对中枢神经系统的影响这一方面综述了近年来有关的研究及其结果。

一、微波对脑组织形态的影响

一般认为微波的平均表面功率密度小于10mW/cm2时主要引起非热效应,而大于10mW/cm2则主要表现出热效应。由于神经细胞对温度的耐受性比较低,因此热效应对脑功能及形态的影响显而易见。病理研究发现,功率密度在25mW/cm2以上的微波辐射可导致中枢神经系统内组织充血、出血等典型热性损害。一些实验证实非热效应也能在一定程度上改变脑组织的形态。张剑宁等将成年SD大鼠暴露于频率为2450MHz,平均表面功率为7mW/cm2的微波辐射装置下照射4h,实验后24h处死,发现辐射组海马CA1区组织高度水肿,大量神经元呈坏死性改变。电镜下可见海马神经元肿胀、核固缩,细胞器肿胀、崩解消失,髓鞘松解、排列紊乱,间质明显水肿。而海马是学习记忆的物质基础,其损伤必然会导致学习记忆障碍。有资料指出,当比吸收率（specificab2sorptionrate,SAR）大于2W/kg的微波作用于机体时,不论作用时间长短,连续波或脉冲波对脑组织都可引起相同的结构改变,只是改变程度不同,其趋势为慢性辐射或SAR值高的情况下,这种损伤性改变更明显。

二、微波对神经递质的影响

中枢神经系统的神经递质按功能分为兴奋性和抑制性神经递质,正常状态下,二者之间保持一定的平衡,但当这种平衡被打破,就会导致一系列病理变化,出现意识、思维、情感、行为及记忆等障碍,因此对微波辐射下神经递质变化的研究将有助于揭示一系列功能效应变化的机理。许多研究表明,儿茶酚胺（CA）在脑缺血、缺氧、脑外伤等一些异常情况下,参与中枢神经系统的损伤。杨学森等以平均功率密度为65mW/cm2的微波无屏蔽辐射大鼠,固定照射时间30min后,测海马组织中的CA即刻有明显升高,而8h后有所下降,24h再次升高,这一变化规律与电磁辐射损伤的迟发效应一致,提示CA可能参与了微波辐射对中枢神经系统的损伤。陈建等以2450MHz微波为辐射源,在照射剂量相同的条件下,对小鼠分别进行2d、7d、14d的照射,照射强度均为5mW/cm2,结果显示,微波辐射会使脑内单胺类神经递质如52羟色胺（52HT）代谢发生异常,其代谢产物52羟吲哚乙酸增加,而去甲肾上腺素（NE）下降。另有对于52HT的研究,表明微波作业人员脑内的52HT含量较正常人明显增高。脑内52HT与睡眠、镇痛、体温调节都有关系,还能改变垂体的内分泌机能。此外,有人提出52HT能神经元的破坏是精神性疾病时出现幻觉的原因。可见精神活动也与52HT有一定的关系。赵晓琳等将LACA纯种雄性小鼠暴露于918MHz的微波中,每天分别接受0、1、2、5mW/cm2功率密度辐射,每天1h,共45d。结果显示在功率密度较高时,2mW/cm2、5mW/cm2,NE的含量与对照组相比无明显变化,但在1mW/cm2时,NE与对照组相比则有明显升高,这一点有可能提示处于低功率密度的慢性辐射的情况下更容易产生中枢神经系统递质代谢活动的紊乱。由于NE有助于维持中枢神经系统的觉醒状态,因此提示在低功率密度下,微波有可能兴奋中枢神经。

三、微波对脑的电生理影响

脑电图是脑生物电的综合反应。正常情况下,脑电图有一定的规律性,当脑尤其是皮层发生病变时,脑电图的规律性将被破坏,从而导致脑电图波形改变。Sidorenko等以大鼠为研究对象,发现微波可以引起比正常状态大鼠水平低的非特异性的同步脑电流反应,而当大白鼠处于麻醉状态下接受微波照射,则会出现高节律的皮质脑电图,而且还可观察到脑电生理活动程度的增加,因此推断微波辐射对脑电生理活动的影响可能部分取决于最初中枢神经系统的功能状态。浦京遂等在3GHz,5mW/cm2的暴露条件下,将小鼠每天照射1h,连续7d照射后发现,部分脑区脑电总量降低,脑电峰值能量明显下降,由此可说明微波辐射可使小

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