极低频脉冲磁场对小鼠自由基及血液流变学的影响
作者：席晓莉 吴道澄 张建保 王多宁
单位：席晓莉 710046 西安理工大学自动化与信息工程学院应用电子系通信教研室；吴道澄、王多宁 第四军医大学基础部化学教研室,张建保 生物医学工程系
关键词：磁力学；自由基；血液流变学；小鼠
极低频脉冲磁场对小鼠自由基及血液流变学的影响 【中图号】 R318.03
对极低频磁场生物效应的研究一直是电磁场生物效应领域的研究热点之一,这与磁场对机体的作用主要发生在低频和直流场范围,而当磁场频率增加时机体对其的敏感性明显消失有关[1],其对机体的影响结果随所用的磁场类型、强度、频率及作用时间的不同而不同。我们对频率20 Hz,强度分别为0.25T、0.34T和0.64T的脉冲磁场对小鼠血液的自由基和流变特性的影响进行了研究。
, 百拇医药
1 材 料 和 方 法
1.1 实验动物和仪器设备
1.1.1 实验动物:雄性昆明种小白鼠,由本校动物中心提供。
1.1.2 仪器设备:南京华东电子集团公司的DG3030化学发光仪;日本岛津RF5000荧光分光光度计;瑞士Contraves公司的Low shear 30流变仪;第四军医大学研制的3F-Ⅱ型微量高速离心机;磁处理设备采用自行研制的CXLY-Ⅱ低频脉冲磁场发生仪[2]。
1.2 方法
1.2.1 动物分组及处理:取自由基实验用(20±2) g和血液流变学实验用(30±2) g小鼠各32只,每组随机分为4组,分别为对照组、0.25T、0.34T及0.64T强度的磁处理组,每只鼠的辐照时间均为40 min,对照组作40 min假辐照,脉冲磁场频率选择20 Hz,占空比1/2。
, 百拇医药
1.2.2 血样采集及处理:小鼠经磁辐照或假磁辐照处理后即刻,摘右眼取血。血液流变学用小鼠取0.2 ml左右血,抗凝后测量其血液流变学指标。自由基实验用小鼠取1.0 ml左右血,取出20 μl,用双蒸水稀释100倍,用于测超氧化物歧化酶(SOD)活性,剩余的血放置约10 min后,2 000 rpm/min离心5 min,取上层血清约50 μl,-20 ℃冰箱保存以备测丙二醛(MDA)用。
1.2.3 SOD比活力及MDA测定:利用化学发光法测量并计算SOD比活性[3],采用TBA荧光法[4]测量在激发光为515 nm时丙二醛与硫代巴比妥酸作用的生成物在波长为553 nm处的荧光强度,并同时测量标准品的荧光强度,计算MDA值。
1.2.4 血液流变特性的测量:全血粘度使用Low shear 30 流变仪测定,测量杯选择MS-LS 1-1,测量温度37 ℃,红细胞压积(HCT)使用3F-Ⅱ离心机测量,全血高切粘度(HBV)和全血低切粘度(LBV)分别选择剪切率118.2S-1和0.87S-1测量分析,红细胞聚集指数(A1)由公式A1＝LBV/HBV计算得出。
, 百拇医药
1.2.5 统计学处理:实验结果以平均值±标准差(
±s)表示,组间差异采用t检验。
2 实 验 结 果
SOD和MDA结果见表1,结果显示0.34T磁处理组小鼠的SOD比活性和MDA值与对照组相比均显著降低(分别为P<0.01和P<0.05),其余各组与对照组比较差异均无显著性。
表1 各组SOD比活性值及MDA值
统计结果(±s)
, http://www.100md.com
组别
例数
SOD比活性值
(μ/mgHb)
MDA值
(nmol/L)
对照组
8
516.31±203.54
7.38±1.59
0.25T
8
392.34±181.98
, 百拇医药
7.73±0.98
0.34T
8
213.16±75.77**
5.60±0.89*
0.64T
8
366.85±169.54
6.50±1.45
注:与对照组比较*P<0.05 **P<0.01
血液流变学指标的数据结果见表2,结果仅0.34T组小鼠的HCT显著高于对照组(P<0.05),其余各组的各项指标均无显著改变。
, 百拇医药
表2 各组血液流变值结果比较 (±s)
组 别
例数
HCT
HBV
LBV
A1
对照组
8
0.43±0.02
, 百拇医药 5.68±0.18
25.28±9.14
4.43±1.52
0.25T
7
0.44±0.02
5.80±0.45
26.20±6.05
4.62±0.86
0.34T
7
0.45±0.02*
, 百拇医药
5.64±0.21
26.21±5.22
4.65±0.95
0.64T
8
0.43±0.03
5.87±0.44
26.10±4.93
4.52±0.69
注:与对照组比较*P<0.05
3 讨 论
自由基具有极强的氧化活性,能在体内引起脂质过氧化反应,对机体产生氧化损伤,并分解出MDA,测量机体MDA水平的改变,可间接反映机体内自由基反应的情况。SOD是一种主要的自由基清除剂,SOD的活性大小可间接反映机体清除自由基的能力[4] 。实验显示,0.34T强度的磁场在本实验条件下对小鼠血液的自由基影响较为明显,使SOD比活性和MDA值均显著降低,说明该磁场可能抑制了血液中自由基的产生,从而使自由基反应减弱,MDA含量降低。而自由基清除剂SOD比活性的减少,可能与磁场作用后的测量时间有关,也可能是由于机体的应激反应所至。本实验条件的磁场对小鼠血液流变学指标影响较小,仅0.34 T组小鼠的HCT值有所增加。对本结果的产生机理还需进一步研究。
, 百拇医药
参 考 文 献
1 Kenneth R.Foster,Electromagnetic field effects and mechanisms.IEEE Engineering in medicine and biology,1996,(July/August):50-56.
2 范云,席晓莉,文峻,等.CXLY-Ⅱ低频脉冲磁场发生仪磁场的标定及理论计算,第四军医大学学报,1998,19(Z):31-32.
3 李益新,方允中.超氧化物歧化酶活力测定新方法.生物化这与生物物理进展,1983,2:50-59.
4 莫简,主编.医用自由基生物学导论.北京:人民卫生出版社,1989.16-218,21-40.
(收稿 1998-04-02 修回 1999-05-01), 百拇医药
单位：席晓莉 710046 西安理工大学自动化与信息工程学院应用电子系通信教研室；吴道澄、王多宁 第四军医大学基础部化学教研室,张建保 生物医学工程系
关键词：磁力学；自由基；血液流变学；小鼠
极低频脉冲磁场对小鼠自由基及血液流变学的影响 【中图号】 R318.03
对极低频磁场生物效应的研究一直是电磁场生物效应领域的研究热点之一,这与磁场对机体的作用主要发生在低频和直流场范围,而当磁场频率增加时机体对其的敏感性明显消失有关[1],其对机体的影响结果随所用的磁场类型、强度、频率及作用时间的不同而不同。我们对频率20 Hz,强度分别为0.25T、0.34T和0.64T的脉冲磁场对小鼠血液的自由基和流变特性的影响进行了研究。
, 百拇医药
1 材 料 和 方 法
1.1 实验动物和仪器设备
1.1.1 实验动物:雄性昆明种小白鼠,由本校动物中心提供。
1.1.2 仪器设备:南京华东电子集团公司的DG3030化学发光仪;日本岛津RF5000荧光分光光度计;瑞士Contraves公司的Low shear 30流变仪;第四军医大学研制的3F-Ⅱ型微量高速离心机;磁处理设备采用自行研制的CXLY-Ⅱ低频脉冲磁场发生仪[2]。
1.2 方法
1.2.1 动物分组及处理:取自由基实验用(20±2) g和血液流变学实验用(30±2) g小鼠各32只,每组随机分为4组,分别为对照组、0.25T、0.34T及0.64T强度的磁处理组,每只鼠的辐照时间均为40 min,对照组作40 min假辐照,脉冲磁场频率选择20 Hz,占空比1/2。
, 百拇医药
1.2.2 血样采集及处理:小鼠经磁辐照或假磁辐照处理后即刻,摘右眼取血。血液流变学用小鼠取0.2 ml左右血,抗凝后测量其血液流变学指标。自由基实验用小鼠取1.0 ml左右血,取出20 μl,用双蒸水稀释100倍,用于测超氧化物歧化酶(SOD)活性,剩余的血放置约10 min后,2 000 rpm/min离心5 min,取上层血清约50 μl,-20 ℃冰箱保存以备测丙二醛(MDA)用。
1.2.3 SOD比活力及MDA测定:利用化学发光法测量并计算SOD比活性[3],采用TBA荧光法[4]测量在激发光为515 nm时丙二醛与硫代巴比妥酸作用的生成物在波长为553 nm处的荧光强度,并同时测量标准品的荧光强度,计算MDA值。
1.2.4 血液流变特性的测量:全血粘度使用Low shear 30 流变仪测定,测量杯选择MS-LS 1-1,测量温度37 ℃,红细胞压积(HCT)使用3F-Ⅱ离心机测量,全血高切粘度(HBV)和全血低切粘度(LBV)分别选择剪切率118.2S-1和0.87S-1测量分析,红细胞聚集指数(A1)由公式A1＝LBV/HBV计算得出。
, 百拇医药
1.2.5 统计学处理:实验结果以平均值±标准差(
±s)表示,组间差异采用t检验。2 实 验 结 果
SOD和MDA结果见表1,结果显示0.34T磁处理组小鼠的SOD比活性和MDA值与对照组相比均显著降低(分别为P<0.01和P<0.05),其余各组与对照组比较差异均无显著性。
表1 各组SOD比活性值及MDA值
统计结果(
±s), http://www.100md.com
组别
例数
SOD比活性值
(μ/mgHb)
MDA值
(nmol/L)
对照组
8
516.31±203.54
7.38±1.59
0.25T
8
392.34±181.98
, 百拇医药
7.73±0.98
0.34T
8
213.16±75.77**
5.60±0.89*
0.64T
8
366.85±169.54
6.50±1.45
注:与对照组比较*P<0.05 **P<0.01
血液流变学指标的数据结果见表2,结果仅0.34T组小鼠的HCT显著高于对照组(P<0.05),其余各组的各项指标均无显著改变。
, 百拇医药
表2 各组血液流变值结果比较 (
±s)组 别
例数
HCT
HBV
LBV
A1
对照组
8
0.43±0.02
, 百拇医药 5.68±0.18
25.28±9.14
4.43±1.52
0.25T
7
0.44±0.02
5.80±0.45
26.20±6.05
4.62±0.86
0.34T
7
0.45±0.02*
, 百拇医药
5.64±0.21
26.21±5.22
4.65±0.95
0.64T
8
0.43±0.03
5.87±0.44
26.10±4.93
4.52±0.69
注:与对照组比较*P<0.05
3 讨 论
自由基具有极强的氧化活性,能在体内引起脂质过氧化反应,对机体产生氧化损伤,并分解出MDA,测量机体MDA水平的改变,可间接反映机体内自由基反应的情况。SOD是一种主要的自由基清除剂,SOD的活性大小可间接反映机体清除自由基的能力[4] 。实验显示,0.34T强度的磁场在本实验条件下对小鼠血液的自由基影响较为明显,使SOD比活性和MDA值均显著降低,说明该磁场可能抑制了血液中自由基的产生,从而使自由基反应减弱,MDA含量降低。而自由基清除剂SOD比活性的减少,可能与磁场作用后的测量时间有关,也可能是由于机体的应激反应所至。本实验条件的磁场对小鼠血液流变学指标影响较小,仅0.34 T组小鼠的HCT值有所增加。对本结果的产生机理还需进一步研究。
, 百拇医药
参 考 文 献
1 Kenneth R.Foster,Electromagnetic field effects and mechanisms.IEEE Engineering in medicine and biology,1996,(July/August):50-56.
2 范云,席晓莉,文峻,等.CXLY-Ⅱ低频脉冲磁场发生仪磁场的标定及理论计算,第四军医大学学报,1998,19(Z):31-32.
3 李益新,方允中.超氧化物歧化酶活力测定新方法.生物化这与生物物理进展,1983,2:50-59.
4 莫简,主编.医用自由基生物学导论.北京:人民卫生出版社,1989.16-218,21-40.
(收稿 1998-04-02 修回 1999-05-01), 百拇医药