手机辐射对雄性生殖的影响

NJA󰀁中华男科学杂志󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁NationalJournalofAndrology󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁ZhonghuaNanKeXueZaZhi󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2010,16(11):1027-1030http://www.andro.lcnMiniReview󰀁综述󰀁

手机辐射对雄性生殖的影响

康󰀁宁󰀁综述;商学军,黄宇烽󰀁审校(南京军区南京总医院解放军临床检验医学研究所,江苏南京210002)

󰀁󰀁󰀁摘要󰀁过去的十几年中,手机的使用越来越频繁。随着手机使用的增加,其对人体健康,尤其是对男性生殖的影响日益受到人们的关注。手机辐射可导致睾丸结构和功能损伤、精液参数变化、附睾精子密度降低和生育力下降等。现就手机辐射对雄性生殖方面影响的进展作一综述。󰀁关键词󰀁手机辐射;睾丸;附睾;氧化应激;DNA损伤中图分类号:R698+.2󰀁󰀁文献标志码:A󰀁󰀁文章编号:1009󰀁3591(2010)11󰀁1027󰀁04

Impactofcellphoneradiationonmalereproduction

KANGNing,SHANGXue󰀁jun,HUANGYu󰀁fengPLAResearchInstituteofClinicalLaboratoryMedicine,NanjingGeneralHospitalofNanjingMilitaryRegion,Nan󰀁jing,Jiangsu210002,China

󰀁Abstract󰀁Withthepopularizedusecellphones,moreandmoreconcernhasbeenarousedovertheeffectsoftheirradiationonhumanhealth,particularlyonmalereproduction.Cellphoneradiationmaycausestructuralandfunctionalinjuriesofthetestis,altera󰀁tionofsemenparameters,reductionofepididymalspermconcentrationanddeclineofmalefertility.Thisarticlepresentsanoverviewontheimpactofcellphoneradiationonmalereproduction.󰀁NatlJAndrol,2010,16(11):1027-1030󰀁Keywords󰀁cellphoneradiation;testis;epididymis;oxidativestress;DNAdamage

SupportedbyagrantfromMedicalScienceandTechnologyInnovationProjectofNanjingMilitaryRegion2009(09MA088)Correspondenceto:SHANGXue󰀁jun,email:shangx@jandro.lcn;HUANGYu󰀁feng,email:huangy@fandro.lcnReceived:July15,2010;accepted:October10,2010󰀁󰀁随着科技的发展,手机已经成为人们日常生活中必不可少的通讯设备。而手机的日益普及,使人们对手机电磁辐射的潜在危害日趋关注。有关手机电磁辐射对脑电活动、中枢神经系统和肿瘤发生发展等方面影响的研究较多,而对生殖系统影响的报道较少,不过近几年来,手机电磁辐射对生殖系统的影响已引起人们的关注。1󰀁手机生物物理学特点目前,世界上广泛使用的是采用全球系统(GSM)的数字式手机。这些手机在不同国家和大洲以不同的频率工作。美国人使用的手机工作频率在900~1900MHz之间;而其他国家人使用的手机频率范围在850~1800MHz范围内[1]。现在采用󰀁1027󰀁

󰀁基金项目:2009年度南京军区医学科技创新课题(09MA088)作者简介:康󰀁宁(1986󰀁),女,山东章丘市人,硕士研究生,从事男科学专业。Emai:lkangning.mai@l163.com通讯作者:商学军,Emai:lshangx@jandro.lcn;黄宇烽,Emai:lhuangy@fandro.lcn的3G手机频率在1900~2200MHz范围内。当移动电话发出的电磁波从空气中传播到生物体表面时,传播条件会发生改变,其中部分能量进入生物体。如果在生物体内传播方向适当,可以使生物体发生最大能量的吸收,引起一定的生物学效应[2]。手机电磁波能够通过热效应和非热效应影响生殖功能。一般用比吸收(SAR)来衡量电磁辐射的程度,单位W/kg,它是指人体组织中局部组织的能量或热量吸收或者整体吸收的平均值。美国制定的手机比吸收标准为0.12~1.6W/kg,比吸收被允许的最高上限一般为1.6W/kg[3]。手机电磁波能够通过热效应和非热效应影响生殖功能。2󰀁手机辐射对睾丸的影响2.1󰀁手机辐射对生精细胞及精子结构的影响󰀁睾丸生精细胞结构的改变是电磁辐射致雄性生殖损伤研究的主要内容[4]。睾丸生精小管由多层生精细胞和支持细胞组成,生精细胞的损伤会使精子发生异常,导致雄性不育[5]。目前为止,手机辐射对睾丸结构的影响研究结论基本一致,研究认为手机辐射能造成睾丸结构的损伤,影响精子的发生,从而影响雄性生育力。在Salama等[6]的研究中,将成年雄性家兔分为手机辐射组(800MHz手机放置于特定位置)、应激对照组和普通对照组,结果显示手机辐射组家兔精子浓度和活动精子数都有显著减少。睾丸组织学切片也显示手机辐射组比应激和普通对照组的输精管直径显著减小(分别为191󰀁m,206󰀁m和226󰀁m)。研究认为保持在特定位置的手机发出的低强度脉冲辐射能影响成年雄性家兔的睾丸结构。操冬梅等[7]用辐射频率935Hz移动电话的模拟辐射源对小鼠进行全身辐射,时间为2h/d,连续35d,按平均密度分为0󰀁W/cm2组(对照组)、570󰀁W/cm2(辐射组)和1400󰀁W/cm2(辐射组)3组,辐射后取双侧睾丸,染色切片,观察睾丸组织结构及电镜超微结构。结果发现,与对照组相比,1400󰀁W/cm2辐射组精子尾部的超微结构可见线粒体改变,表现为形态大小不一,分布不均,部分出现肿胀,电子密度降低,板状嵴减少,从形态学角度证实了电磁辐射对睾丸精子结构的损伤作用。综上所述,手机辐射对睾丸结构的影响研究结论基本一致,认为手机辐射能造成睾丸结构的损伤,影响精子的发生,从而影响雄性生育力。2.2󰀁手机辐射对血󰀁睾屏障的影响󰀁血󰀁睾屏障的主要结构是生精小管壁和支持细胞的紧密连接,它对精子发生微环境的形成和维持有重要作用[5]。有研究表明手机电磁辐射介导的活性氧产物能导致热激蛋白磷酸化,而热激蛋白能使内皮应力纤维老化和改变碱性成纤维细胞生长因子的分泌,从而导致血󰀁睾屏障通透性增加进而导致不育[8]。在这方面,侯武刚等[9]做了细致研究。他们采用常规苏木精󰀁伊红染色(HE)、硝酸镧示踪电镜和埃文思兰(EB)尾静脉注射3种方法,综合观察100kV和400kV的2种不同强度电磁脉冲辐射对小鼠睾丸血󰀁睾屏障的影响。3种方法结果都显示两种强度均可造成小鼠睾丸支持细胞和血󰀁睾屏障不同程度的损伤。结果提示一定强度的电磁辐射可以造成小鼠血󰀁睾屏障的损伤,且这种损伤呈辐射强度依赖性。而这种损伤是由支持细胞形态结构及其与周围细胞间相互关系的变化所导致,使正常精子发生的微环境受到破坏,从而影响正常的精子发生、发育,造成生殖功能甚至是遗传方面的后果,但此过程中的一系列作用机制仍不清楚。2.3󰀁手机辐射对睾丸功能的影响󰀁目前,手机辐射对睾丸功能的影响多停留在动物试验阶段。但由于研究结果的差异未排除研究者使用的测定方法不同,辐射的频率、强度和时间的影响而存在一定的局限,导致有些研究结果相互矛盾。因此,对于手机辐射对睾丸功能的影响还需更加详尽的实验研究来证明。Ribeiro等[10]的研究显示手机辐射对睾丸功能没有影响。将雄性Wistar大鼠暴露在GSM(1835~1850MHz)移动电话辐射中,结果发现辐射组和对照组平均血浆总睾酮含量和睾丸丙二醛(MDA)浓度没有显著差异;生精小管直径、粗线期精母细胞、支持细胞、圆形精子细胞、成型精子等都没有明显差别。因此认为低强度的传统手机发出的脉冲辐射不能损害成年大鼠的睾丸功能。这与Forg󰀁cs等[11]的结果相一致。然而,有研究则表明手机电磁辐射对睾丸功能具有不利作用。Ozguner等[12]将雄性SD大鼠随机分为对照组和实验组,实验组大鼠每天900MHz手机辐射30min,连续4周后,发现与对照组相比,其睾丸生精小管直径和生精上皮的平均高度显著减小,血浆睾酮水平、促黄体生成素和促卵泡激素水平也显著下降。3󰀁手机辐射对附睾精子的影响附睾是精子运行、贮存和成熟的场所。已有动󰀁1028󰀁中华男科学杂志󰀁2010年11月󰀁第16卷第11期󰀁NatlJAndrol,Vo.l16,No.11,Nov.2010物实验表明,手机电磁辐射对附睾精子具有损伤作用。Yan等[13]用移动电话辐射雄性SD大鼠,每天6h,连续18周,结果发现与对照组相比,辐射组大鼠附睾精子存活率下降,精子出现异常聚集。手机电磁辐射对附睾精子的影响可能具有遗传毒性,但这仍需要进一步研究。Aitken等[14]证明小鼠暴露于900MHz的电磁辐射中,每天12h,连续7d会导致附睾精子的线粒体和核基因组损伤。然而,目前没有人体实验证明电磁辐射能导致精子细胞的DNA损伤[3]。4󰀁手机辐射对男性生殖影响的人群研究由于男性经常在裤子口袋里携带手机或将手机放在靠近生殖器官的地方,因此手机辐射对男性生殖影响的研究十分重要。许多研究显示,手机电磁辐射多通过减少精子数量,降低精子活力等来影响男性的生育力[15]。对于手机辐射对男性生殖影响的人群研究较为普遍,Wdowiak等[16]选取304例男性进行实验研究,根据手机使用时间的不同将其分为3组。结果表明畸形精子百分率增加程度与通话时间长短呈正相关,同样,直线前向运动精子百分率下降与移动电话频率有一定关系。许多体外实验也表明了手机辐射能降低精子的活动力和存活力。Agarwal等[17]将液化后的每份精液样本一式两份,1份暴露于通话模式的手机辐射中1h作为实验组,1份作为对照。结果发现实验组样本比对照组精子活动力和存活力显著降低,ROS水平增加,但总抗氧化力和DNA损伤没有显著差异。Erogul等[18]取27例男性的精液,每每例精液样本一式两份,液化25min。1份暴露于活动的900MHz电磁辐射的移动电话中,5min,1份作为对照。通过测定其精子活力,结果发现900MHz电磁辐射的移动电话使用组中快速前向运动精子、慢速前向运动精子比例有细微下降,无运动能力的精子比例增加。Falzone等[19]将液化的人类精子暴露在900MHz手机辐射(SAR分别为2.0W/kg和5.7W/kg)中1h,随后进行精子线粒体膜电位评价和利用计算机辅助精子分析(CASA)检测精子活力。结果发现,与对照组相比,精子膜电位没有显著性差异;SAR为5.7W/kg辐射组和假照射组在辐射一定时间后,精子曲线速度(VSL)和鞭打频率(BCF)都显著性降低。5󰀁手机辐射对男性生殖损伤的机制研究虽然许多研究都提出了长期使用手机可导致男性不育,但手机发出的电磁波对男性生殖系统的作用机制仍然不清楚。以前的研究指出,电磁波可能经由3个机制影响生殖功能:󰀁特殊电磁波效应,或称非热效应;󰀁热效应;󰀁或者是前面两者的结合。一般我们认为手机电磁波对生殖系统的作用很大程度上受非热效应影响[20]。而最近的研究提出了氧化应激可能是一个关键因子[21]。氧化应激是一个已经确定的男性不育的原因[22󰀁24]。来自精子和吞噬粒细胞的活性氧簇主要通过影响精子活动力引起不育[25]。精子拥有一个类似于跨膜烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)氧化酶的复杂质膜氧化还原系统。还原型NADH氧化酶活性是过氧化物阴离子的一个主要来源。而手机射频电磁辐射能够刺激哺乳动物细胞膜上的NADH氧化酶,引起精子的氧化应激已经被证明[26]。另外精子DNA损伤的诱导也与男性不育有关[3]。Mailankot等[27]将雄性Wistar大鼠分别暴露在没有放电池的手机笼子和活动的GSM(0.9/1.8GHz)发射的射频电磁辐射的笼子里,每天1h,持续28d,测定其睾丸、附睾内还原型谷胱甘肽(GSH)和脂质过氧化物的含量,发现与对照组相比,手机辐射组细胞内还原型GSH含量显著减少,在睾丸中减少量大约为10%,在附睾中大约为24%;内源性丙二醛(MDA)水平增加,在睾丸中增加量大约为8%,在附睾中大约12%。从以上实验结果看出,手机电磁辐射诱导了大鼠睾丸功能和结构的氧化应激。在另外一项体外实验中也有类似发现。DeIu󰀁liis等[28]将纯化的人类精子暴露于调频1.8GHz,SAR0.4~27.5W/kg的射频电磁辐射中。逐步增加SAR,在RF󰀁EMR辐射之后,精子活动力和生命力显著减少,而且线粒体增殖中活性氧簇和DNA断裂显著增加(P<0.001)。此外,还观察到RF󰀁EMR辐射之后,SAR、氧化的DNA损伤生物标记和DNA断裂之间有非常显著的联系。表明手机射频电磁辐射在功率密度和频率范围方面都增加了人类精子线粒体活性氧簇的产生,减少了这些细胞的活动力和生命力,同时刺激DNA碱基结构内转,最终导致DNA断裂。6󰀁结语近年来,已有不少实验研究手机辐射对雄性生殖的影响,虽然已有实验证明了手机辐射对生殖系󰀁1029󰀁中华男科学杂志󰀁2010年11月󰀁第16卷第11期󰀁NatlJAndrol,Vo.l16,No.11,Nov.2010