毫米波对小鼠小脑信息传递物质一氧化氮及环磷酸鸟苷含量的影响
作者：刘朝晖 陈景藻 王小娟 王俊卿 王作军
单位：刘朝晖、王俊卿、王作军 710038 西安，第四军医大学唐都医院康复科；陈景藻 西京医院理疗科，王小娟 神经内科
关键词：毫米波*；小鼠；小脑；一氧化氮；环磷酸鸟苷
中华物理医学与康复杂志990316
【摘 要】 目的 研究低功率毫米波对小鼠小脑信息传递物质的影响 。方法 采用雄性BALB/C小鼠，随机分为对照组，辐射后即刻组、1 h组、2 h组，注入氮氧合酶(NOS)抑制剂的辐射后即刻组、辐 射后1 h组,用频率36.11 GHz(波长8.31 mm)、功率密度10 mW/cm2等幅连续毫米波每天局部辐射1次，每次1 h,连续5d。对照组辐射功率密度为0。结果 辐射组分别于辐射后即刻、1 h小脑组织中一氧化氮(NO)代谢产物亚硝酸根(NO-2 )及环磷酸鸟苷(cGMP)含量均升高(P<0.01)，辐射后2 h二者均降至正常，此增高效应可同时被NOS抑制剂阻断。结论 低功率毫米波可 使小鼠小脑NO代谢产物NO-2及cGMP含量短暂性升高，在毫米波辐射产生的生物学效应中涉及NO/cGMP信息传递机制。
, 百拇医药
【中图号】 R454.2
Low-intensity millimeter-wave radiation on nitric oxide and
cyclic GMP contents in cerebellum
LIU Zhaohui,CHEN Jingzao,WANG Xiojuan,et al.
Departement of Rehabilitation Medicine,Tangdu Hospital,Fourth Military Medical Uniuersity,Xi′an 710038 710038
【Abstract】 Objectives Low-intensity millimeter-wave on contents of the massengers, nitric oxide (NO) and cyclic guanosine monophosphate (cGMP) in cerebellum . Methods In this study,we used millimeter-wave to radiate the skin on waist and back of mice, to investigate its effects on contents of NO-2 and cGMP in cerebellum, seventy two BALB/C mice were randomized into control group,post-radiation (PR) 0 h group, PR 1 h group, PR 2 h group,Inhibitor+PR 0 h group,inhibitor+PR 1 h group, Radiation group were locally radiated once daily(1 h),for 5 d.Results NO-2 and cGMP contents in cerebellum increased immediately after radiation simultaneously, but began to decrease at 2nd h after radiation.This increased effect was blocked by NOS inhibitor,L-NAME. Conclusion 36.11 GHz(8.31 mm),10 mW/cm2, millimeter wave radiating skin on waist and back of mice can produce indirect biological effects on cerebellar tissue tran sient increase of NO and cGMP contents .NO/cGMP signal transduction mechanism is involved in the above procedure.
, 百拇医药
【Key words】 Millimeter wave* Mice Cerebellum Nitric oxide Cyclic GMP
近年来，毫米波电磁辐射的基础研究与临床应用得到广泛开展[1-5]，研究低功率 (≤10 mW/cm2 )毫米波辐射的生物学效应及其作用机理对于指导临床治疗具有重要意义。本实验旨在观察低功率毫米波作用于小鼠腰背部皮肤对其小脑中信使分子NO及cGMP含量的影响，以探索其间生物学效应及其相应机制。
1 材 料 与 方 法
1.1 主要仪器与试剂
623A毫米波治疗仪(频率、功率可调)系北京真空电子技术 研究所产品，NO试剂盒由第四军医大学化学教研室提供，125I-cGMP放免测试盒由上海中医药大学核医学教研室提供。
, 百拇医药
1.2 动物分组
实验动物由我校动物中心提供，采用雄性BALB/C小鼠72只，体质量18～22 g，按完全随 机分组方法分为对照组、辐射后即刻组、辐射后1 h组、辐射后2 h组、抑制剂+辐射后即刻组、抑制剂+辐射后1 h组，每组12只，分别进行NO-2及cGMP含量测定。
1.3 实验处理
使用频率36.11GHz(波长8.31 mm)，功率密度10 mW/cm2 的等幅连续波辐射小鼠腰背部皮肤(剪毛区2 cm ×2 cm )，小鼠背位固定，辐射口距小鼠剪毛区中心垂直距离5 mm，辐射正前方设置吸收材料，1 m2范围内无金属等反射物质。实验组每天辐射 1 h，连续5 d,其中抑制剂 组于每天辐射前30 min腹腔内注射NOS抑制剂Nω-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)100 mg/kg。辐射结束后取各时间点断头活杀，迅速取出小脑置液氮中保存待测。对照组只放置辐射头，不接通电源，余条件均同实验组。
, 百拇医药
1.4 生化检测
NO检测应用王吉村等[6]发表的荧光分光光度法测定组织匀浆中NO代谢产物NO-2含 量，间接反映 样品中NO含量。其原理是基于 荧光底物2，3-二氨基萘(DAN) 在酸性条件下与NO反应 生成荧光底物 1-(H)- 萘三唑[1-(H)-naphthotriazole]。用荧光分光光度计在激发波长365 nm，发射波长420 nm条件下分别测定标准品及样本荧光强度，根据标准曲线计算样本中NO-2含量。cGMP检测采用放射免疫 测定法[7] 用扭力天平(分度值 0.1 mg)称取各样品小脑 ( 50±5 mg)放入匀浆器内(其中盛有2ml预冷的50 M pH4.75醋酸缓冲液)匀浆，将匀浆后的悬浮液倒入10 ml离心管内，用无水乙醇洗匀浆器并倒入该管，3 500转离心15 min ，把上清液倒入青霉素小瓶内，再用体积分数为75%乙醇洗匀浆器两次并 与离心管内的沉淀物混匀，3 500转离心15 min，将上清并入上述青霉素小瓶内，在60 ℃水浴锅中吹干,干燥器内保存待测。测定时严格按试剂盒说明书逐步操作，离心后负压 吸去上清液，γ-计数器 测 定沉淀物质放射性强度。按要求绘制标准曲线，根据各样本测定的结合百分率，从标准曲线上查 得相应的cGMP-pmol 数经换算得出cGMP含量(pmol/g组织湿重)。
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1.5 统计学处理
采用方差分析。
2 结 果
小鼠小脑组织中NO-2含量于辐射后即刻(14.373 ±1.976) nmol/g组织湿重、辐射后1 h (13.891±0.405) nmol/g组织湿重,较对照组 (11.140±0.864) nmol/g组织湿重,均有显著升高(P<0.01)，辐射后2 h组与对照组比较已差异无显著性，抑制剂组辐射后即刻及辐射后1 h与对照组比较差异均无显著性(图1)。cGMP含量于辐射后即刻(84.792±18.151) pmol/g组织湿重、辐射后1 h (77.805±14.530) pmol/g组织湿重,均升高(P<0.01)，至辐射后2 h 已与对照组无显著差异，抑制剂组于辐射后即刻、辐射后1 h cGMP含量均未见明显升高(图2)。
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注：与对照组比较**P<0.01
图1 小鼠小脑组织NO-2含量变化
注：与对照组比较**P<0.01
图2 小鼠小脑组织cGMP含量变化
3 讨 论
在本实验中观察到36.11 GHz(8.31 mm)、功率密度10 mW/cm2 的毫米波辐射小鼠腰背部皮 肤，每天1 h，连续5 d，可使其小脑组织产生间接生物学效应，引起小鼠小脑中NO代谢产物NO-2 以及cGMP含量短暂性增高，在预先给予NOS特异性抑制剂后同时阻断了NO-2及cGMP的增高反应,提示cGMP的增高继发于NO的增高，在毫米波产生的生物学效应中涉及NO/cGMP信息传递机制。已知NO在中枢神经系统(CNS)中具有细胞间信使作用[8]，参与神经系统的功能调节。NOS催化精氨酸氧化生成NO和胍氨酸，NO以逆行扩散方式作用于突触前膨大和周围的星形胶质细胞并激活可溶性鸟苷酸环化酶(sGC),提高细胞内cGMP水平，cGMP再调节cGMP依赖性蛋白激酶、磷酸二酯酶和离子通道蛋白，参与一系列生理作用[9,10]。毫米波辐射皮肤组织后通过什么途径对CNS产生影响尚无定论，需要就神经亦或体液途经进行深入研究。
, 百拇医药
*自由词
本课题为国家自然科学基金资助项目(No.39670697)
参 考 文 献
1 Rojavin MA,Ziskin MC. Effect of millimeter-waves on survival of UVC-exposed Escherichia coli.Bioelectromagnetics, 1995,16: 188-196.
2 Akoev GN, Avelev VD, Semenjkov PG. Reception of low-intensity millimeter-wave electromagnetic radiation by the electroreceptors in skates. Neuroscience, 1995, 66: 15-17.
, 百拇医药
3 张桂芳，徐昕，宋宏伟,等.毫米波消炎作用的实验和临床观察.中华理疗杂志, 1996,9:164-165.
4 赵志刚，郭鹞.毫米波辐射植入后期胚胎对其脑内神经肽、胆碱能-M受体、单胺神经递质的影响.第四军医大学学报,1995,16:6.
5 陈景藻，王淑英，黄卓垣,等.毫米波辐射后皮肤组织学变化动态观察.中华理疗杂志,1985,8:72-75.
6 王吉村，莫简，孙长凯,等.组织及组织液中一氧化氮的荧光分光光度法检测.第四军医大学学报,1991,6:463-464.
7 尹伯元,主编.放射免疫测定基础.天津：天津科学技术出版社,1965.7-8.
8 潘家枯，伍嘉宁.NO：中枢神经系统中一个新的重要信使物质.生理科学进展,1993,24:293-297.
9 Yuan PST,Garbers DL . Guanylyl cyclase-linked receptors. Annu Rev Neurosci,1992,15:193-225.
10 Vincent SR.Nitric oxide in the nervous system .London:Academic Press Limited,1995,62-77.
(收稿1998-09-02 修回 1999-05-30), http://www.100md.com
单位：刘朝晖、王俊卿、王作军 710038 西安，第四军医大学唐都医院康复科；陈景藻 西京医院理疗科，王小娟 神经内科
关键词：毫米波*；小鼠；小脑；一氧化氮；环磷酸鸟苷
中华物理医学与康复杂志990316
【摘 要】 目的 研究低功率毫米波对小鼠小脑信息传递物质的影响 。方法 采用雄性BALB/C小鼠，随机分为对照组，辐射后即刻组、1 h组、2 h组，注入氮氧合酶(NOS)抑制剂的辐射后即刻组、辐 射后1 h组,用频率36.11 GHz(波长8.31 mm)、功率密度10 mW/cm2等幅连续毫米波每天局部辐射1次，每次1 h,连续5d。对照组辐射功率密度为0。结果 辐射组分别于辐射后即刻、1 h小脑组织中一氧化氮(NO)代谢产物亚硝酸根(NO-2 )及环磷酸鸟苷(cGMP)含量均升高(P<0.01)，辐射后2 h二者均降至正常，此增高效应可同时被NOS抑制剂阻断。结论 低功率毫米波可 使小鼠小脑NO代谢产物NO-2及cGMP含量短暂性升高，在毫米波辐射产生的生物学效应中涉及NO/cGMP信息传递机制。
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【中图号】 R454.2
Low-intensity millimeter-wave radiation on nitric oxide and
cyclic GMP contents in cerebellum
LIU Zhaohui,CHEN Jingzao,WANG Xiojuan,et al.
Departement of Rehabilitation Medicine,Tangdu Hospital,Fourth Military Medical Uniuersity,Xi′an 710038 710038
【Abstract】 Objectives Low-intensity millimeter-wave on contents of the massengers, nitric oxide (NO) and cyclic guanosine monophosphate (cGMP) in cerebellum . Methods In this study,we used millimeter-wave to radiate the skin on waist and back of mice, to investigate its effects on contents of NO-2 and cGMP in cerebellum, seventy two BALB/C mice were randomized into control group,post-radiation (PR) 0 h group, PR 1 h group, PR 2 h group,Inhibitor+PR 0 h group,inhibitor+PR 1 h group, Radiation group were locally radiated once daily(1 h),for 5 d.Results NO-2 and cGMP contents in cerebellum increased immediately after radiation simultaneously, but began to decrease at 2nd h after radiation.This increased effect was blocked by NOS inhibitor,L-NAME. Conclusion 36.11 GHz(8.31 mm),10 mW/cm2, millimeter wave radiating skin on waist and back of mice can produce indirect biological effects on cerebellar tissue tran sient increase of NO and cGMP contents .NO/cGMP signal transduction mechanism is involved in the above procedure.
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【Key words】 Millimeter wave* Mice Cerebellum Nitric oxide Cyclic GMP
近年来，毫米波电磁辐射的基础研究与临床应用得到广泛开展[1-5]，研究低功率 (≤10 mW/cm2 )毫米波辐射的生物学效应及其作用机理对于指导临床治疗具有重要意义。本实验旨在观察低功率毫米波作用于小鼠腰背部皮肤对其小脑中信使分子NO及cGMP含量的影响，以探索其间生物学效应及其相应机制。
1 材 料 与 方 法
1.1 主要仪器与试剂
623A毫米波治疗仪(频率、功率可调)系北京真空电子技术 研究所产品，NO试剂盒由第四军医大学化学教研室提供，125I-cGMP放免测试盒由上海中医药大学核医学教研室提供。
, 百拇医药
1.2 动物分组
实验动物由我校动物中心提供，采用雄性BALB/C小鼠72只，体质量18～22 g，按完全随 机分组方法分为对照组、辐射后即刻组、辐射后1 h组、辐射后2 h组、抑制剂+辐射后即刻组、抑制剂+辐射后1 h组，每组12只，分别进行NO-2及cGMP含量测定。
1.3 实验处理
使用频率36.11GHz(波长8.31 mm)，功率密度10 mW/cm2 的等幅连续波辐射小鼠腰背部皮肤(剪毛区2 cm ×2 cm )，小鼠背位固定，辐射口距小鼠剪毛区中心垂直距离5 mm，辐射正前方设置吸收材料，1 m2范围内无金属等反射物质。实验组每天辐射 1 h，连续5 d,其中抑制剂 组于每天辐射前30 min腹腔内注射NOS抑制剂Nω-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)100 mg/kg。辐射结束后取各时间点断头活杀，迅速取出小脑置液氮中保存待测。对照组只放置辐射头，不接通电源，余条件均同实验组。
, 百拇医药
1.4 生化检测
NO检测应用王吉村等[6]发表的荧光分光光度法测定组织匀浆中NO代谢产物NO-2含 量，间接反映 样品中NO含量。其原理是基于 荧光底物2，3-二氨基萘(DAN) 在酸性条件下与NO反应 生成荧光底物 1-(H)- 萘三唑[1-(H)-naphthotriazole]。用荧光分光光度计在激发波长365 nm，发射波长420 nm条件下分别测定标准品及样本荧光强度，根据标准曲线计算样本中NO-2含量。cGMP检测采用放射免疫 测定法[7] 用扭力天平(分度值 0.1 mg)称取各样品小脑 ( 50±5 mg)放入匀浆器内(其中盛有2ml预冷的50 M pH4.75醋酸缓冲液)匀浆，将匀浆后的悬浮液倒入10 ml离心管内，用无水乙醇洗匀浆器并倒入该管，3 500转离心15 min ，把上清液倒入青霉素小瓶内，再用体积分数为75%乙醇洗匀浆器两次并 与离心管内的沉淀物混匀，3 500转离心15 min，将上清并入上述青霉素小瓶内，在60 ℃水浴锅中吹干,干燥器内保存待测。测定时严格按试剂盒说明书逐步操作，离心后负压 吸去上清液，γ-计数器 测 定沉淀物质放射性强度。按要求绘制标准曲线，根据各样本测定的结合百分率，从标准曲线上查 得相应的cGMP-pmol 数经换算得出cGMP含量(pmol/g组织湿重)。
, http://www.100md.com
1.5 统计学处理
采用方差分析。
2 结 果
小鼠小脑组织中NO-2含量于辐射后即刻(14.373 ±1.976) nmol/g组织湿重、辐射后1 h (13.891±0.405) nmol/g组织湿重,较对照组 (11.140±0.864) nmol/g组织湿重,均有显著升高(P<0.01)，辐射后2 h组与对照组比较已差异无显著性，抑制剂组辐射后即刻及辐射后1 h与对照组比较差异均无显著性(图1)。cGMP含量于辐射后即刻(84.792±18.151) pmol/g组织湿重、辐射后1 h (77.805±14.530) pmol/g组织湿重,均升高(P<0.01)，至辐射后2 h 已与对照组无显著差异，抑制剂组于辐射后即刻、辐射后1 h cGMP含量均未见明显升高(图2)。
, 百拇医药
注：与对照组比较**P<0.01
图1 小鼠小脑组织NO-2含量变化
注：与对照组比较**P<0.01
图2 小鼠小脑组织cGMP含量变化
3 讨 论
在本实验中观察到36.11 GHz(8.31 mm)、功率密度10 mW/cm2 的毫米波辐射小鼠腰背部皮 肤，每天1 h，连续5 d，可使其小脑组织产生间接生物学效应，引起小鼠小脑中NO代谢产物NO-2 以及cGMP含量短暂性增高，在预先给予NOS特异性抑制剂后同时阻断了NO-2及cGMP的增高反应,提示cGMP的增高继发于NO的增高，在毫米波产生的生物学效应中涉及NO/cGMP信息传递机制。已知NO在中枢神经系统(CNS)中具有细胞间信使作用[8]，参与神经系统的功能调节。NOS催化精氨酸氧化生成NO和胍氨酸，NO以逆行扩散方式作用于突触前膨大和周围的星形胶质细胞并激活可溶性鸟苷酸环化酶(sGC),提高细胞内cGMP水平，cGMP再调节cGMP依赖性蛋白激酶、磷酸二酯酶和离子通道蛋白，参与一系列生理作用[9,10]。毫米波辐射皮肤组织后通过什么途径对CNS产生影响尚无定论，需要就神经亦或体液途经进行深入研究。
, 百拇医药
*自由词
本课题为国家自然科学基金资助项目(No.39670697)
参 考 文 献
1 Rojavin MA,Ziskin MC. Effect of millimeter-waves on survival of UVC-exposed Escherichia coli.Bioelectromagnetics, 1995,16: 188-196.
2 Akoev GN, Avelev VD, Semenjkov PG. Reception of low-intensity millimeter-wave electromagnetic radiation by the electroreceptors in skates. Neuroscience, 1995, 66: 15-17.
, 百拇医药
3 张桂芳，徐昕，宋宏伟,等.毫米波消炎作用的实验和临床观察.中华理疗杂志, 1996,9:164-165.
4 赵志刚，郭鹞.毫米波辐射植入后期胚胎对其脑内神经肽、胆碱能-M受体、单胺神经递质的影响.第四军医大学学报,1995,16:6.
5 陈景藻，王淑英，黄卓垣,等.毫米波辐射后皮肤组织学变化动态观察.中华理疗杂志,1985,8:72-75.
6 王吉村，莫简，孙长凯,等.组织及组织液中一氧化氮的荧光分光光度法检测.第四军医大学学报,1991,6:463-464.
7 尹伯元,主编.放射免疫测定基础.天津：天津科学技术出版社,1965.7-8.
8 潘家枯，伍嘉宁.NO：中枢神经系统中一个新的重要信使物质.生理科学进展,1993,24:293-297.
9 Yuan PST,Garbers DL . Guanylyl cyclase-linked receptors. Annu Rev Neurosci,1992,15:193-225.
10 Vincent SR.Nitric oxide in the nervous system .London:Academic Press Limited,1995,62-77.
(收稿1998-09-02 修回 1999-05-30), http://www.100md.com