微波技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、通訊、信息產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療和科學(xué)研究等各個領(lǐng)域，給人們的工作和生活帶來了諸多益處，但其所產(chǎn)生的微波輻射已成為當(dāng)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(guān)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(xué)資料
早在1943年，人們已經(jīng)注意到微波輻射對睪丸的損傷作用，但無足夠的證據(jù)。后來國內(nèi)外學(xué)者進行了大量的流行病學(xué)調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)不同頻率、輻射強度的微波輻射均可對雄性生殖系統(tǒng)產(chǎn)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(diào)查，發(fā)現(xiàn)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(diào)查的方式估計職業(yè)暴露水平)，發(fā)現(xiàn)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(guān)聯(lián)；王桂珍等 對368名接觸微波作業(yè)男工的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)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(yīng)關(guān)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(xiàn)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(diào)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(xiàn)場調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(xué)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%�；楹�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(xué)意義(P＜001)。2組人員生殖結(jié)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(dǎo)致女性自然受孕時間滯后，但對妊娠結(jié)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(diào)查、體格檢查及精子全自動分析發(fā)現(xiàn)，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(yīng)關(guān)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(xué)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(diào)查發(fā)現(xiàn)，微波輻射并未對雄性生殖系統(tǒng)產(chǎn)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(diào)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(jié)果發(fā)現(xiàn)，暴露組和對照組的精子參數(shù)(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(xué)意義。其原因可能與暴露的功率較低，時間較短有關(guān)。
2、實驗研究資料
2.1 對形態(tài)學(xué)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(jié)果發(fā)現(xiàn)，光鏡下與對照組比較，生精細胞、曲細精管等出現(xiàn)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(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴張、毛細血管內(nèi)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(jié)構(gòu)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(xiàn)曲細精管出現(xiàn)一系列病理性改變，120d后仍未恢復(fù)。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(shù)量和精子畸變率等指標的改變。結(jié)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(xiàn)附睪精子數(shù)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(shù)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(zhì)水腫外，還可見附睪萎縮、間質(zhì)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(jié)果發(fā)現(xiàn)，微波輻照后1，6，12，24d，小鼠的腎皮質(zhì)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(zhì)胞質(zhì)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(cè)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(jié)構(gòu)及電鏡超微結(jié)構(gòu)的變化。發(fā)現(xiàn)各組間的睪丸和附睪的臟器系數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞005)；但1400μW/cm2輻射組的LDHX活性顯著下降(P＜005)，并出現(xiàn)精子超微結(jié)構(gòu)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(shù)(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(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(nèi)，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(fù)正常水平；72h再次出現(xiàn)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(yīng)用免疫組化(SP)法檢測BCL2和CMYC蛋白表達改變。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(xué)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(yīng)用原位末端標記技術(shù)(TUNEL)檢測各組凋亡細胞。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，輻照后6，24，48h，大鼠睪丸生殖細胞凋亡數(shù)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(shù)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(xué)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(xiàn)低劑量組只引起睪丸組織內(nèi)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�(yīng)用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(jié)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(shù)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(shù)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(xué)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(chǎn)生明顯的影響。Dasdag S等 應(yīng)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(zhì)組成、丙二醛含量、精子計數(shù)、睪丸組織形態(tài)學(xué)的改變以及微波輻射后老鼠肛溫的變化等指標，發(fā)現(xiàn)以上各指標照射組與對照組之間差異均無統(tǒng)計學(xué)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(yīng)與非熱效應(yīng)。微波輻射的熱效應(yīng)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(chǎn)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(dǎo)致組織溫度有一定程度的升高。當(dāng)微波功率密度較大，生物體產(chǎn)熱過多，超過體溫調(diào)節(jié)能力，生物體的溫度平衡功能失調(diào)，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(xiàn)過熱而造成睪丸損傷。前蘇聯(lián)和東歐的學(xué)者除承認微波的熱效應(yīng)外，特別強調(diào)微波的非熱效應(yīng)。非熱效應(yīng)并不意味著絕對沒有熱產(chǎn)生，只是產(chǎn)生的熱量不足以引起生物體感覺反應(yīng)或者測不出體溫升高而已。隨著國際上微波生物學(xué)與衛(wèi)生學(xué)研究的深入，我國及西方一些學(xué)者在微波的生物學(xué)效應(yīng)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(yīng)的存在。微波非熱效應(yīng)的存在已逐步被多數(shù)學(xué)者所接受。微波生物學(xué)作用的核心問題之一是非致熱作用，關(guān)于其機制在分子水平或亞細胞水平都有一些設(shè)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(xué)范圍，并將對醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展帶來極其廣泛而深刻的影響。
