微波技術已廣泛應用于國防、工農業(yè)生產、交通運輸、通訊、信息產業(yè)、醫(yī)療和科學研究等各個領域，給人們的工作和生活帶來了諸多益處，但其所產生的微波輻射已成為當今人類生存環(huán)境中主要的污染源。微波輻射對人類生殖系統(tǒng)的影響，不僅關系著家庭和社會的安寧，也涉及人類未來。微波輻射對雄性生殖系統(tǒng)的影響已成為目前研究的熱點。本文就微波輻射對雄性生殖系統(tǒng)影響的研究進展綜述如下。
1、流行病學資料
早在1943年，人們已經注意到微波輻射對睪丸的損傷作用，但無足夠的證據。后來國內外學者進行了大量的流行病學調查研究，發(fā)現不同頻率、輻射強度的微波輻射均可對雄性生殖系統(tǒng)產生影響。Chia SE等 對1所不孕不育治療中心招募的218名不明原因不育男性患者進行調查，發(fā)現微波輻射場職業(yè)暴露是男性不育的一個重要危險因子。Gracia CR等 對美國9個醫(yī)院臨床登記的650例男性不育患者和698名正常生育的男性進行回顧性病例對照研究(用問卷調查的方式估計職業(yè)暴露水平)，發(fā)現職業(yè)性暴露于射線和終端電視顯示器和男性不育患者之間存在關聯；王桂珍等 對368名接觸微波作業(yè)男工的流行病學調查結果顯示，性欲減退的發(fā)生率隨作業(yè)工齡的增長而升高，有明顯的時間-反應關系，性功能異常率(包括性欲減退、陽痿、早泄)隨日暴露時間延長而升高。Hjollund等 對環(huán)境微波暴露劑量001～1mW/cm2的19名軍用雷達操作員進行了精液分析，發(fā)現研究組人員精子密度、活動均有異常改變。閻素文等 采用面對面問卷調查方式對已婚的424名雷達作業(yè)人員(實驗組)、204名對照組人員進行現場調查。結果發(fā)現，實驗組性功能減退發(fā)生率為238%，對照組為147%，2組之間差異有統(tǒng)計學意義(P＜005)。實驗組婚后半年、1年自然受孕率分別為138%，398%，對照組分別為313%，496%。婚后2年、3年后自然受孕率，實驗組為304%，125%，對照組為109%，61%，組間差異有統(tǒng)計學意義(P＜001)。2組人員生殖結局及子代性別比例未見異常。表明長期低強度微波輻射對男性性功能有不良影響，導致女性自然受孕時間滯后，但對妊娠結局及子代健康無明顯影響。丁曉萍等 通過對雷達作業(yè)人員的問卷調查、體格檢查及精子全自動分析發(fā)現，雷達作業(yè)人員的精子畸形率隨接觸雷達電磁波頻率、距離、強度、時間和防護屏蔽措施的不同而發(fā)生改變，并顯示一定的劑量-反應關系，其中以大頭精子畸形率增高為主，與非雷達操作人員比較，差異有統(tǒng)計學意義(P＜001)。表明長期受微波輻射、屏蔽保護較差的雷達作業(yè)人員，精子畸形率增高，但并不影響男性生殖能力。也有調查發(fā)現，微波輻射并未對雄性生殖系統(tǒng)產生影響。Sun YL 等通過對上海2所婦幼保健中心招募的178名受試者，其中91名有計算機暴露史(最近2年每周平均有20h暴露于計算機)，87名作為對照組(沒有或極少有計算機暴露史)以問卷調查的形式獲取受試者的暴露及其他的特征資料，精液樣本的獲取是在精液檢查室中由受試者手淫后收集，結果發(fā)現，暴露組和對照組的精子參數(精子的容積、精子的活動率、精子的活動力度、精子的密度等)之間差異無統(tǒng)計學意義。其原因可能與暴露的功率較低，時間較短有關。
2、實驗研究資料
2.1 對形態(tài)學指標的影響 尉春華等
用功率密度分別為20，40mW/cm2的高功率微波輻照大鼠，于輻照后6h取材，以透射電鏡和光鏡觀察其病理形態(tài)變化。結果發(fā)現，光鏡下與對照組比較，生精細胞、曲細精管等出現一系列病理性改變，且改變隨功率密度增加，照射時間延長而加重。電鏡下看見線粒體水腫、內質網擴張、毛細血管內皮細胞腫脹、基底膜分層斷裂、精原細胞凋亡增多、線粒體呈空泡化等超微結構的改變，對照組無改變。LokhmatovaSA 將大鼠暴露于3GHz脈沖電磁輻射120d(功率密度025mW/cm2，2h/d)也發(fā)現曲細精管出現一系列病理性改變，120d后仍未恢復。任東青等 用頻率為2450MHz、功率密度為10mW/cm2的微波(連續(xù)輻照6，12，18d,30,60和90min/d)輻照小鼠，觀察小鼠體重、睪體比、精子數量和精子畸變率等指標的改變。結果輻照組(30和90min，連續(xù)12d組)小鼠體重較平行對照組(0min組)明顯下降(P＜005)；各輻照組的精子畸形率均較平行對照組明顯增加，以60min，連續(xù)12d組最為顯著(P＜005)。Zulkuf AM等 將大鼠分別暴露于2450MHz連續(xù)微波(功率密度為265mW/cm2)13，26，39和52d(1h/d)后，發(fā)現附睪精子數的明顯減少發(fā)生在52d照射組；睪丸及附睪重量、異常精子數的明顯改變發(fā)生在26，39和52d照射組；照射組均可見生精上皮變薄、生精阻滯、曲細精管壞死及間質水腫外，還可見附睪萎縮、間質水腫、單核細胞浸潤、成纖維細胞增殖活性增強等病理性改變。
2.2 對生化指標的影響 袁建林等
選用頻率為2450MHz功率密度為10mW/cm2的微波照射小鼠，用硫代巴比妥酸(TBA)比色法和氯化硝基四氮藍(NBT)羥胺法檢測組織中丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性，用放射示蹤法測定蛋白激酶(PKC)活性。結果發(fā)現，微波輻照后1，6，12，24d，小鼠的腎皮質和睪丸MDA含量均升高，24d達到最高量(P＜005)，SOD活性均降低，24d降到最低點；24d時小鼠的腎皮質胞質PKC活性降低，而膜相PKC活性明顯增高(P＜005)。操冬梅等〔13〕用移動電話的模擬輻射源對小鼠進行全身輻射(輻射頻率為935MHz，每天2h，連續(xù)35d，平均功率密度分別為0，570，1400μW/cm2)后取雙側睪丸和附睪稱重，并觀察睪丸乳酸脫氫酶(LDH)及其同工酶(LDHX)的活性和睪丸組織結構及電鏡超微結構的變化。發(fā)現各組間的睪丸和附睪的臟器系數差異無統(tǒng)計學意義(P＞005)；但1400μW/cm2輻射組的LDHX活性顯著下降(P＜005)，并出現精子超微結構的改變。鐘敏等 等用微波對Wistar大鼠進行輻射并觀測大鼠性功能，以撲捉潛伏期(capture latent period,CLP)和撲捉次數(capture times,CT)作為判別指標；采用RTPCR方法和放射免疫方法分別測定微波輻射后3，6，24，72h睪丸組織中StAR、P450sccmRNA水平及血清睪酮含量。結果發(fā)現，輻射后3h，觀測到雄性大鼠CLP明顯延長(P＜001)，CT明顯減少(P＜001)，在觀測的72h內，大鼠的性行為均較對照組明顯下降。血清睪酮含量和StAR、P450sccmRNA水平變化有一致性，即在輻射后3h，分別較對照組降低831%，573%，536%(P＜001)；6h略有回升，但仍明顯低于對照組，24h恢復正常水平；72h再次出現明顯降低，分別較對照組降低576%，39533%(P＜001)。Yu CH等 以平均功率密度分別為10，20mW/cm2的高功率微波輻射大鼠，分別于照射后6，24，48，72，120h取睪丸組織，應用免疫組化(SP)法檢測BCL2和CMYC蛋白表達改變。結果發(fā)現，高功率微波輻照后，24h組Bcl2和Cmyc蛋白表達升高，20mW/cm2組升高較10mW/cm2組升高明顯，2組間差異有統(tǒng)計學意義(P＜001)，正常對照組無表達。
2.3 對其他指標的影響 尉春華等
以功率密度為20mW/cm2的微波輻照SD雄性大鼠，于照射后6，24，48，72h和5d取睪丸組織，應用原位末端標記技術(TUNEL)檢測各組凋亡細胞。結果發(fā)現，輻照后6，24，48h，大鼠睪丸生殖細胞凋亡數量明顯高于對照組(P＜005)，呈線性上升和下降趨勢，24h凋亡細胞數量最多，達(2540±330)個/5個曲細精管，72h和5d與對照組比較，差異無統(tǒng)計學意義。王沐沂等 將小鼠全身接受245GHz，功率密度分別為23，55，108μW/cm2微波照射21d(3h/d)后，發(fā)現低劑量組只引起睪丸組織內Mg的含量降低，中劑量組引起Mn、Zn、Fe、Mg等元素含量降低，而高劑量組引起Mn、Zn、Fe、Cu、Mg、Ca等元素的含量降低�；菅悠降取�2450MHz微波局部照射BALB/c雄性小鼠睪丸，待小鼠肛溫升至(41±05)℃后維持15min。于小鼠受照后2個月與雄鼠交配，致雌鼠懷孕第18d脫頸處死孕鼠，辨認性別、活胎、死胎、吸收胎并對胎鼠稱重。骨骼畸形采取茜素紅染色，解剖顯微鏡觀察。結果顯示，照射組中吸收胎和死胎率均略高于對照組，平均每胎的植入數在各照射組均稍低于對照組，性別比各組均以雌性略高于雄性，仔鼠畸型的發(fā)生率有隨著雄鼠受照射次數的增加而增加的趨勢，但各指標在照射組和對照組間差異均無統(tǒng)計學意義(P＞005)。也有實驗研究表明，微波輻射不會對雄性生殖系統(tǒng)產生明顯的影響。Dasdag S等 應用手機對SD大鼠進行輻照，每天照射20min，連續(xù)照射1個月(輻射功率為250mW/cm2，平均吸收率為052W/kg)，最后測定睪丸的脂質組成、丙二醛含量、精子計數、睪丸組織形態(tài)學的改變以及微波輻射后老鼠肛溫的變化等指標，發(fā)現以上各指標照射組與對照組之間差異均無統(tǒng)計學意義。
3、影響機制
微波輻射對雄性生殖系統(tǒng)的影響按其機制可分為熱效應與非熱效應。微波輻射的熱效應是指電磁波輻射場照射生物體，引起組織器官的加熱作用而產生的生理影響和抑制、傷害作用。組成人體細胞和體液的分子大都是極性分子，外加微波場可使這些極性分子因趨向作用而發(fā)生頻率極高的震蕩運動，消耗能量而發(fā)熱，導致組織溫度有一定程度的升高。當微波功率密度較大，生物體產熱過多，超過體溫調節(jié)能力，生物體的溫度平衡功能失調，體溫升高，于是發(fā)生生理功能紊亂并發(fā)生病理變化。一般認為，由于睪丸中相對缺乏血管，血流不暢，散熱比較困難，所以易出現過熱而造成睪丸損傷。前蘇聯和東歐的學者除承認微波的熱效應外，特別強調微波的非熱效應。非熱效應并不意味著絕對沒有熱產生，只是產生的熱量不足以引起生物體感覺反應或者測不出體溫升高而已。隨著國際上微波生物學與衛(wèi)生學研究的深入，我國及西方一些學者在微波的生物學效應方面也進行了大量的實驗研究，證實了低強度微波輻射非熱效應的存在。微波非熱效應的存在已逐步被多數學者所接受。微波生物學作用的核心問題之一是非致熱作用，關于其機制在分子水平或亞細胞水平都有一些設想和推測，如影響細胞過程，包括基因表達、細胞增殖、信號間通信等。但從分子或細胞的水平上論證其存在，并搞清其作用機制還需做大量的工作，其意義將遠遠超出微波衛(wèi)生學范圍，并將對醫(yī)學、生物學、醫(yī)學工程的發(fā)展帶來極其廣泛而深刻的影響。
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