第四軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)部教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心(西安 710032) 楊 芳 路國華 鐵 茹 于 軍 劉利兵

次聲為頻率 0.0001～ 20Hz的聲波,次聲在各種環(huán)境中廣泛地存在[1],其對人體的損傷主要為共振效應(yīng)[2],能夠引起腦、心、肺、腎、睪丸等多種臟器的損傷。目前,次聲已經(jīng)被包括美國、俄羅斯等國應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),機(jī)體腎臟組織對 8Hz次聲較為敏感,本實(shí)驗(yàn)注重 8Hz,130dB次聲作用對于腎及腎上腺一般病理形態(tài)的影響,通過研究,了解次聲對腎及腎上腺損傷的情況,為探究次聲對腎及腎上腺損傷的機(jī)制以及次聲的軍事防護(hù)提供資料和依據(jù)。

材料與方法

1 動物與設(shè)備 共選取健康成年雄性 SD大鼠36只,體重 180±10g,由第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供。將其隨機(jī)分為正常對照組(6只)、實(shí)驗(yàn)組(30只),并且將實(shí)驗(yàn)組根據(jù)次聲持續(xù)作用時(shí)間(即 1,7,14,21,28d,共 5個(gè)時(shí)間點(diǎn))分為 5個(gè)亞組,每個(gè)亞組均有 6只大鼠。主要的儀器設(shè)備為第四軍醫(yī)大學(xué)次聲實(shí)驗(yàn)室次聲壓力倉,由科學(xué)院聲學(xué)所和航天工業(yè)總公司第 41所研制。

2 方 法

2.1 次聲干預(yù) 將實(shí)驗(yàn)組置于壓力艙內(nèi),每天給予 8Hz,130dB的次聲持續(xù)作用 2h,各亞組動物分別被次聲連續(xù)作用 1,7,14,21,28d;正常對照組大鼠則每日在無次聲作用的壓力艙內(nèi)停留 2h。

2.2 標(biāo)本處理 當(dāng)實(shí)驗(yàn)組每亞組動物次聲作用結(jié)束后,戊巴比妥鈉麻醉、斷頭處死后解剖取單側(cè)腎臟及腎上腺組織,正常對照組取一只動物做相同處理。對腎臟及腎上腺組織甲醛固定,常規(guī)做 HE染色石蠟切片,于 40倍光鏡下觀察。

結(jié) 果

1 腎上腺組織的病理改變 見圖 1。對照組大鼠腎上腺結(jié)構(gòu),形態(tài)正常,外為薄纖維膜,其下為球狀帶細(xì)胞,束狀帶和網(wǎng)狀帶等皮質(zhì)部細(xì)胞,細(xì)胞內(nèi)有少量脂滴(+),髓質(zhì)正常。1d組其形態(tài)結(jié)構(gòu)同對照組,僅細(xì)胞內(nèi)脂滴增加;7d組同 1d組;14d組其形態(tài)結(jié)構(gòu)同對照組,細(xì)胞內(nèi)脂滴增加;21d、28d組同 14d組。

圖1 14d組大鼠腎上腺形態(tài)結(jié)構(gòu)同對照組,細(xì)胞內(nèi)脂滴增加

2 腎臟組織的病理改變 見圖 2。對照組大鼠腎血管擴(kuò)張充血(+),腎小管上皮細(xì)胞腫脹(+);1d組大鼠腎血管擴(kuò)張充血,腎小管上皮細(xì)胞腫脹7d組大鼠腎血管擴(kuò)張充血,腎小管上皮細(xì)胞腫脹;14d組大鼠腎血管擴(kuò)張充血,腎小管上皮細(xì)胞腫脹;21d、28d同 14d組。

討 論

圖2 7d組大鼠腎血管擴(kuò)張充血,腎小管上皮細(xì)胞腫脹

人體器官可看作是一系列多支點(diǎn)、多重心的彈簧模型,其固有振動頻率在次聲頻率范圍內(nèi)。次聲對機(jī)體的基本作用原理是生物共振,即原發(fā)性作用機(jī)制是引起器官和組織的共振反應(yīng)。在一般情況下,通過作用到系統(tǒng)的各種力是平衡的,當(dāng)機(jī)體處于次聲聲壓場時(shí),若壓強(qiáng)達(dá)到一定程度,即變?yōu)橹饕饔昧?在其作用下構(gòu)成機(jī)體的彈性壁進(jìn)入振動狀態(tài),外壁的振動傳導(dǎo)給內(nèi)部組織器官。如果某一部位自身頻率接近或符合激發(fā)作用的振動頻率,它將擴(kuò)大振幅并繼續(xù)振動,即共振反應(yīng)[2]。次聲以引發(fā)振動的方式既可作用于機(jī)體各器官,又可以作用到細(xì)胞結(jié)構(gòu),可以直接作用到各種組織和細(xì)胞的原生質(zhì)膜和線粒體膜,改變細(xì)胞膜的通透性,影響一些酶與質(zhì)膜的結(jié)合狀態(tài)和活性,從而影響生物氧化過程和能量代謝過程,降低抗氧化系統(tǒng)的功能,出現(xiàn)適應(yīng)性反應(yīng)或脫適應(yīng)性反應(yīng)的時(shí)相變化[3],影響組織器官的營養(yǎng)而出現(xiàn)種種不良反應(yīng),甚至?xí)霈F(xiàn)器質(zhì)性損傷[4,5]。生物體受次聲作用后引起腎血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷,內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的完整性受到破壞,次聲對血管內(nèi)皮有損害作用,它和次聲作用的時(shí)間密切相關(guān)[6]。

本組發(fā)現(xiàn),從實(shí)驗(yàn)中可見大鼠腎血管有充血的表現(xiàn),隨時(shí)間推移其充血情況有加重的趨勢,第 7天開始達(dá)到高峰,之后一直處于高水平平臺期。細(xì)胞也隨時(shí)間有腫脹的變化,在第 7天達(dá)到最高峰之后細(xì)胞腫脹程度有所減輕,考慮為應(yīng)激后適應(yīng)性代償修復(fù)[7,8]。在實(shí)驗(yàn)中我們還發(fā)現(xiàn),腎上腺結(jié)構(gòu)在 8 Hz,130 dB次聲作用不同時(shí)間后其形態(tài)結(jié)構(gòu)無明顯變化,僅細(xì)胞內(nèi)脂滴增加,且在第 14天達(dá)到高峰,之后一直處于該水平。通過比較,腎和腎上腺組織對 8 Hz,130 dB次聲敏感性不同,損傷程度也不同,但是兩者出現(xiàn)明顯損傷的時(shí)間主要在次聲作用后 7～14d。

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