电磁辐射对雄性生殖的影响

·３５８·国际生殖健康／计划生育杂志２００９生１１月第２８造第６期ＪＩｎｔＲｅｐｒｎｄＨｅａｌｔｈ／Ｆａｒｏ

Ｐｌａｎ．Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２００９，Ｖ０１．２８，Ｎｏ．６

电磁辐射对雄性生殖的影响舒如明综述谷翊群审校

·综述·

【摘要】电磁辐射广泛存在于人类生活与工作环境中，雄性生殖系统对电磁辐射具有高度敏感性。电磁辐射可致睾丸结构和功能损伤，附睾精子密度降低、活力下降、畸形率增加、超微结构改变。氧化应激、能量代谢异常、细胞凋亡相关蛋白表达水平变化等在睾丸和附睾精子损伤发生过程中发挥重要作用。流行病调查研究提示，电磁辐射能引起精液参数变化，造成性功能和生育力下降。【关键词】电磁辐射；睾丸；附睾精子；作用机制

ＩｍｐａｃｔｓｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＲａｄｉａｔｉｏｎｏｎＭａｌｅＲｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳＨＵＲｕ－ｍｉｎｇ，ＧＵＹｉ－ｑｕｎ．ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＦａｍｉｌｙＰｌａｎｎｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒａｄｉａｔｉｏｎｅｘｉｓｔｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｉｎｌｉｖｉｎｇａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｍａｌｅ

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电磁辐射（ＥＭＦ）是能量以电磁波的形式通过空间传播的一种物理现象。随着电子技术的应用和通讯业的发展，使各种频率、不同强度的电磁波充斥着日常生活的每个角落乃至更加广阔的宇宙空间。根据辐射的来源，人们在生活、工作中主要接触的电磁场一般可分为①天然电磁场：是自然界的电磁现象，包括光、雷电及地磁场等。②射频电磁场：是环境中常见的射频电磁场发射源，包括雷达、移动电话及基站、微波炉、电子防盗系统等。③丁频电磁场：包括彩电、冰箱、洗衣机、电脑、电熨斗、电动搅拌器、电烤箱、电吹风、吸尘器及电灯等为主要的家庭中Ｔ频磁场发射源，而高压输电线路、变电站及电动机车等则是环境中主要的丁频电磁场发射源。后两者主要是由人类活动所引起，目前已有的研究大多是关于这两种电磁场对生殖功能的危害。对于人体这一良好导体，电磁辐射不可避免地会构成一定程度的危害。电磁辐射对雄性生殖系统的生物效应已成为目前研究的热点之一，就这方面的研究进展做文献综述。作者单位：１０００８１北京，国家人１３计生委科学技术研究所（舒如明：北京协和医学院研究生院在读）ＥＭＦ对睾丸精子发生的影响睾丸是微波辐射、脉冲辐射等电磁辐射敏感的靶器官之一。电磁辐射可以引起睾丸结构和功能的损伤，影响生殖激素水平，造成性功能和生育能力下降。但实验设计的不同及其局限性致使不同研究得出的结论存在差异。研究表明，射频和微波等电磁辐射可通过热效应引起生精细胞明显的病理形态学改变¨。同时，非热效应已成为电磁辐射效应的研究热点。成年雄性家兔暴露于８００ＭＨｚ移动电话辐射中１２周（８ｈ／ｄ），

精曲小管直径显著变小。Ｄａｓｄａｇ等将ＳＤ大鼠暴露于全球移动通讯系统（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅ

ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ。ＧＳＭ）８９０～９１５ＭＨｚ移动电话辐射中（３ｍｉｎ／ｄ），持续３０

ｄ，观察到平均精曲小管直径变

小，但在其随后的研究中并不能重复同样的结果。血一睾屏障（ｂｌｏｏｄ．ｔｅｓｔｉｓｂａｒｒｉｅｒ，ＢＴＢ）是间质毛细血管腔与精曲小管腔间的选择性通透屏障结构，由毛细血管内皮及其基膜、间质结缔组织、精曲小管界膜和支持细胞的紧密连接构成，其对精子发生微环境的形成和维持有重要作用。小鼠于胚胎期和出生后５周暴露于５０Ｈｚ

ＥＭＦ，结果显示，睾丸精曲

　万方数据小管界膜各层组织遭破坏，组织呈现内折，在多数区域外层与肌样细胞层分离，出现空泡现象。电镜观察发现，肌样细胞胞质中多核糖体、胞饮小泡及糖原颗粒减少，线粒体嵴、细胞间连接缺失１２１。中国陕西研究显示，成年雄性ＢＡＬＢ／ｃ小鼠接受场强为２００ＫＶ／ｍ全身辐射，脉冲间隔２ｓ，共计２００个电磁脉冲。随后采用２％伊文思蓝（ＥＢ）尾静脉注射和硝酸镧示踪电镜技术，结果发现，电磁脉冲（ＥＭＰ）辐射组ＥＢ颗粒分布在精曲小管腔内，硝酸镧颗粒弥漫分布于精原细胞、支持细胞、初级精母细胞和次级精母细胞之间。表明电磁脉冲辐射可引起ＢＴＢ结构破坏，通透性增加。然而，Ｒｉｂｅｉｒｏ等３３将１６只雄性Ｗｉｓｔａｒ大鼠暴露在ＧＳＭ（１８３５．１８５０ＭＨｚ）移动电话辐射中，每天１ｈ，持续１１周。暴露组和对照组的精子发生在不同周期间的比例一致，精曲小管直径、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。上述研究表明，不同频率、不同强度电磁辐射对睾丸结构造成的影响有所不同。电磁辐射对睾丸激素合成的影响睾丸间质细胞的功能主要是合成和分泌睾酮。Ｆｏｒ９６ｃｓ等１４Ｉ用１８００ＭＨｚＧＳＭ移动电话模拟辐射源对雄性ＮＭＲＩ小鼠全身辐射，平均功率密度为１００Ｉ上Ｗ／ｃｍ２。平均单位重量吸收比率（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｒａｔｅ，ＳＡＲ）为０．０１８～０．０２３Ｗ／ｋｇ。结果发现，辐射４８ｈ对小鼠间质细胞合成睾酮能力无明显影响。然而其在此之前报道，将雄性ＣＦＬＰ小鼠暴露于正弦５０Ｈｚ磁场（１００ｍＴ）１４ｄ（２３．５ｈ／ｄ），取间质细胞置于人绒毛膜促性腺激素（ｈＣＧ）浓度为０，１，１０，１００ＩＵ／Ｌ的培养液中，显示辐射组ｈＣＧ诱导小鼠睾丸间质细胞生成类固醇激素能力增强１５ｌ。成年雄性ＳＤ大鼠暴露于频率５０Ｈｚ正弦磁场（２５ｍＴ）１８周，血清睾酮水平于暴露的第６周和第１２周明显下降１６１。健康成年男性使用ＧＳＭ９００ＭＨｚ移动电话，２ｈ／ｄ，每周５ｄ，持续４周。结果发现，暴露组并未出现明显的睾丸功能损伤ｍ。电磁辐射对附睾精子的影响许多动物实验发现，不同类型的电磁辐射对附睾精子具有损伤作用。成年雄性ＳＤ大鼠暴露于频率５０Ｈｚ正弦磁场（２５ｍＴ）１８周，观察到辐射组附睾精子计数明显减少ｎ。将雄Ｉ生ＢＡＬＢ／ｃ小鼠暴露在６０ＨｚＥＭＦ（０．１ｍＴ或者０．５ｍＴ）２４ｈ／ｄ，持续８周，随后用流式细胞仪分析，发现辐射组附睾活动精子计数百分比与对照组相比有所下降，但精子存活率·３５９·的差异无统计学意义。Ｙａｎ等１８Ｉ用移动电话辐射雄性ｓＤ大鼠，每天６ｈ，连续１８周，辐射组附睾精子存活率下降；另外，辐射组精子出现异常聚集，而对照组很少出现。也有研究报道指出，电磁辐射只引起精子超微结构、蛋白水平的变化，Ａｉｔｋｅｎ等１９Ｉ将小鼠

暴露于９００ＭＨｚ射频辐射７ｄ，附睾精子数量、形态、存活率无明显改变，精子ＤＮＡ单链或双链断裂数目也无明显增加，但定量ＰＣＲ分析发现，精子线

粒体基因组和１３球蛋白基因组发生明显损伤。电磁辐射对雄性生殖损伤的机制及预防电磁脉冲辐射、极低频电磁场、恒定磁场及射频磁场辐射均可对睾丸产生一定损伤，而电磁辐射源不同，作用机制则有所不同。目前研究提示，电磁场能激活活性氧（ＲＯＳ）生成，增加其在组织细胞中浓度，ＲＯＳ可能通过氧化应激引起细胞形态和功能紊乱。ＲＯＳ主要包括来自线粒体的超氧负离子（０２－）、超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）作用产生的过氧化氢（Ｈ：Ｏ：）、以及一氧化氮（ＮＯ）和０２－作用产生的过氧亚硝基（ＯＮＯＯ一）。雄性ＳＤ大鼠暴露于１００ＩｘＴ和

５００肛Ｔ延长极低频（ｅｘｔｒｅｍｅｌｙｌｏｗ—ｆｒｅｇｕｅｎｃｙ，ＥＬＦ）电磁场１０个月，每天２ｈ。结果提示，ＥＬＦ电磁辐射能通过影响ＮＯ生成途径减少其产量１１０１。氧化应激是引起生精细胞凋亡的主要因素，生精细胞中含有足够浓度的抗氧化剂，如谷光甘肽（ＧＳＨ）、抗坏血酸、维生素Ｅ等。这些抗氧化剂能保护精子ＤＮＡ免受氧化损伤，并在精子发生过程中起重要作用。ＳＯＤ是机体清除氧自由基的主要酶类，ＧＳＨ过氧化物酶（ＧＰｘ）也是机体重要的抗氧化剂，丙二醛（ｍａｌｏｎ—ａｌｄｅｈｙｄｅ，ＭＤＡ）是脂质过氧化反应的主要降解产物，可作为体内自由基水平的间接反应指标。雄性小鼠暴露于１２８ｍＴ的静电磁场３０ｄ（１ｈ／ｄ），结果睾丸ＭＤＡ含量增加，ＧＰｘ、线粒体的Ｍｎ．ＳＯＤ活性降低…】。哺乳动物精子产生三磷酸腺苷（ＡＴＰ）有两种途径，糖酵解和线粒体呼吸功能。尽管氧化磷酸化比糖酵解产生ＡＴＰ效能更高，但文献报道精子运动能量主要来自糖酵解。考虑到精子活力与能量代谢有关，电磁场通过影响能量代谢对精子活力起作用。５０ＨｚＥＬＦ．ＥＭＦｓ电磁场（５ｍＴ）对人精子辐射，结果提示活动精子比例增加旧。然而，电磁辐射对精子活力作用效应与电磁波型和辐射频率、强度有

关。细胞凋亡在生殖器官正常发育过程中起着重要作用，但也可以造成生殖损伤和器官畸形。Ｋｉｍ等¨３１将雄性成年ＢＡＬＢ／ｃ小鼠暴露在ＥＬＦ—ＭＦ（１４ｍＴ或２００ｍＴ）中１６周，ＴＵＮＥＬ检测发现，生精细胞凋亡

　万方数据