3 讨论
高场强EMP能在瞬间释放出巨大的辐射能量,它具有广泛的频谱,是一种覆盖大部分无线电频段的电磁波。高场强EMP的生物学损伤效应广泛,超高场强的EMP辐射甚至能引起生物体死亡1] 。动物晶状体由透明蛋白纤维构成,无血管分布,含水量较高,孤立存在于房水之中,是电磁辐射的主要敏感靶器官之一[2] ,本实验结果也证实了这一点。通过利用高场强EMP辐射上述3种动物后,发现对其视觉系统(如角膜、晶状体及视网膜组织)均有一定程度的损伤,尤其是晶状体最为敏感。在遭EMP辐射42d后,3种实验动物均患了白内障,主要病变为晶状体囊发生一定程度增厚,上皮细胞伴有不同程度增生,细胞核由扁平状变为圆形,同时还发现晶状体纤维排列紊乱,着色不均;在晶状体前、后囊组织中均可见大小不等、形态各异的空泡及液泡形成。而在经EMP辐射后30d以内死亡的猴、犬晶状体与上述病理变化不同,其晶状体囊不但不增厚反而变薄,晶状体上皮细胞数目减少,胞核深染,并可见核固缩,未发生增生,晶状体纤维排列规则,未见空泡形成及白内障发生。这是因为晶状体从受到损伤到形成早期白内障需要一段过程,一般认为该过程最短也需要45d以上(从EMP辐射结束后算起)。机体经EMP辐射后,最初可抑制晶状体上皮细胞分裂及DNA合成,这种抑制作用在EMP辐射结束2周后逐渐减弱,在第4周时这种抑制作用基本消失;随后晶状体上皮细胞增殖活性明显增强,细胞DNA合成及细胞分裂逐渐趋于活跃。另外,有研究表明EMP辐射可直接导致晶状体上皮细胞异常分裂,而这种异常分裂可能是导致发生晶状体白内障的重要原因之一。3种实验动物经EMP辐射后,角膜损伤均较晶状体为轻,而视网膜病变较角膜为轻。即猴、犬及兔视觉系统各部分对EMP辐射的敏感性依次为:晶状体>角膜>视网膜。晶状体上皮细胞是晶状体最重要的组成部分之一,为其发育、增殖、分化及损伤修复等提供物质保障及能量供给[3] 。高场强EMP辐射可损害晶状体上皮细胞的正常结构及细胞间的紧密连接,干扰细胞的正常分裂及DNA合成,使其正常生理功能受到破坏(如晶状体内、外水分交换失衡等),致使晶状体内水分潴留,引起晶状体纤维水肿、排列紊乱,最初是晶状体局部出现混浊,随后逐渐扩大、融合加剧,最终引发白内障。猴、犬、兔经高场强EMP辐射后,其晶状体发生混浊的部位不同,如猴、兔等实验动物易发生晶状体后囊混浊,犬则易发生晶状体前囊混浊。
分析比较晶状体经EMP辐射后的损伤程度(如晶状体囊厚度的变化、上皮细胞增生程度、晶状体水肿范围、空泡数量多少及晶状体纤维排列紊乱程度、范围等),可以得出上述3种实验动物对EMP辐射的敏感程度,即猴>犬>兔,提示高场强EMP辐射的损伤效应对各种动物具有种属差异。在上述3种实验动物中,属于灵长类的猴最接近于人类,通过研究EMP辐射对猴眼的损伤情况,可间接探讨EMP辐射对人眼辐射损伤的作用机制。目前关于EMP辐射的损伤机制尚未完全阐明,有学者认为EMP辐射损伤可能是通过非热效应来实现的4,5] ,如通过改变细胞分子结构,使细胞内各种生化反应速度失调,引发细胞膜通透性增加,从而影响细胞正常的生理功能,导致各种病理反应发生,给机体各组织、器官带来损害。关于EMP辐射的确切损伤机制还有待进一步深入研究,我们也将继续进行此方面的探索。
参考文献
1 王德文,主编.现代军事病理学.北京:军事医学科学出版社,2002.611-619.
2 姜涛,王德文,张建,等.高功率微波对兔眼晶状体上皮细胞P21WAF1 及Cyclin E表达的影响.中华物理医学与康复杂志,2004,26(6):324-327.
3 Lipman RM,Tripathi BJ,Tripathi RC.Cataracts induced by microwave andionizing radiation.Surv Ophthalmol,1988,33(3):200-210.
4 Walleczek J,Shiu EC,Hahn GM.Increase in radiation induced HPRTgene mutation frequency after nonthermal exposure to nonionizing60Hz electro-magnetic fields.Radiat Res,1999,151(4):489-497.
5 Ulmer HM,Heinz V,Ganzle MG,et al.Effects of pulsed electric fields on inactivation and metabolic activity of lactobacillus plantarum in model beer.J Appl Microbiol,2002,93(2):326-335.
作者单位:450052 郑州 郑州市第十人民医院眼科 上一页 [1] [2] |