脉冲磁场对小鼠血液SOD活性及MDA含量的影响
作者：吴道澄 王多宁 席晓莉 李晓晔 莫 简
单位：吴道澄 王多宁 李晓晔 莫 简(第四军医大学 基础部自由基生物学与医学研究室，西安 710032)；席晓莉(第四军医大学 生物医学工程系，西安 710032)
关键词：脉冲磁场；小鼠；自由基
生物医学工程学杂志990323 摘要 采用脉冲频率20 Hz，强度分别为0.25、0.3、0.64 T三种不同强度的脉冲磁场对小鼠进行40 min全身辐照，对照组进行40 min假辐照。磁处理后即刻取血对其血液的自由基指标(SOD比活性、MDA含量)进行测量。结果表明辐照强度0.25 T组与对照组小鼠血液的自由基代谢未改变；0.34 T组小鼠血液的SOD活性和MDA含量均显著低于其它组。结果表明低频脉冲磁场对小鼠的自由基影响较大并存在一定的窗口效应区。
The Influence of Pulsed Magnetic Fields on SOD's Activity and
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MDA Value in Metabolism of Mice
Wu Daocheng1 Wang Duoning1 Xi Xiaoli2 Li Xiaoye1 Mo Jain1
1(Labortory for Free Radical Research, Fourth Military Medical Univresity, Xi'an 710032)
2(Department of Biomedical Engineering, Fourth Military Medical University, Xi'an 710032)
Abstract This experiment aimed to investigate the influence of pulsed extremely-low-frequency-magnetic fields on free radical metabolism of mice. Thirty-two mice were randomly divided into four groups and were exposed to 0 T,0.25T,0.34 T and 0.64 T intensity pulsed magnetic fields of 20Hz for 40min. The 0T exposed group was the control group. The free radical metabolism, SOD's activity and MDA, of mice were measured respectively. The result showed the SOD's activity and MDA of the 0.34T exposed group were both significantly lower (P<0.01，P<0.05) than that of the control group, while the 0.25T and 0.64T exposed groups were not significantly different from the control group. This demonstrates that the biological effect of pulsed extremely-low-frequency magnetic fields on free radical metabolism of mice varies and depends on the intensity of the fields. The “window” effect may exist.
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Key words Pulsed magnetic-fields Mice Free radical
1 前 言
随着现代科技的发展，人类环境中充斥着各种电磁场，因而有关电磁场的生物效应成为一个令人瞩目的研究课题[1，2]。目前国内外对恒磁场及旋转磁场的生物效应研究较多[3，4]，而对低频脉冲磁场的生物效应研究较少。自由基含有不配对电子，具有较强的氧化活性，能对细胞及机体产生氧化损伤，加快机体的衰老，它与人类的许多疾病成因密切相关[5]，因此研究磁场对自由基活性的影响具有较为重要的意义。我们采用自行研制的低频脉冲磁场发生仪，用频率20 Hz和强度分别为0.25、0.34、0.64 T的脉冲磁场对小鼠血液自由基活性的影响进行了研究，发现低频脉冲磁场对小鼠血液自由基活性有较大影响。
2 材料和方法
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2.1 实验试剂
SOD标准品：甘肃夏河生物制品厂；黄嘌呤：上海试剂厂B.R；黄漂呤氧化酶：Sigma公司B.R；Luminol鲁米诺：上海试剂厂B.R。
2.2 实验动物
雄性Balb/c小鼠，体重(20±2) g，由本校动物中心提供。
2.3 仪器设备
DG3030化学发光仪，南京华东电子集团公司；日本岛津RF5000荧光分光光度计。
磁处理设备采用我校生物医学工程系自行研制的XCLY-Ⅱ低频脉冲磁场发生仪，可产生频率0～100 Hz、强度0.15～0.80 T的脉冲磁场，磁场作用区尺寸为85 mm×40 mm×25 mm，可放入待处理的小鼠[6]。
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2.4 方法
2.4.1 动物分组及处理 取小鼠32只，随机分为4组，每组8只；分别为对照组和0.25、0.34、0.64 T强度的磁处理组。每只小鼠的辐射时间均为40 min，对照组作40 min假辐照。脉冲磁场频率选取20 Hz，占空比1/2。
2.4.2 血样采集及处理 小鼠经磁辐照或假磁辐照处理后即刻摘除右眼取约1.0 ml左右血。取出20 μl血，用双蒸水稀释100倍，用于测SOD活性；剩余的血放置约10 min后，2000 r/min离心5 min，取上层血清约50 μl，置-20 ℃冰箱保存以备测MDA用。
2.4.3 SOD比活力测定 参见文献[7]方法，利用Luminol-黄嘌呤-黄漂呤氧化酶化学发光法测量并计算SOD比活性。MDA测定参见文献[5]，采用TBA荧光法，测量在激发光为515 nm时丙二醛与硫代巴比妥酸作用所生成物在波长为553 nm处的荧光强度，并同时测量标准品的荧光强度，计算MDA值。
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2.5 统计学处理
实验结果以平均值±标准差(
±s)表示，采用t检验。
3 实验结果
SOD和MDA测定结果见表1。结果显示0.34T磁处理组小鼠的SOD比活性和MDA值与对照组相比均显著降低(分别为P<0.01和P<0.05)，其余各组与对照组比较均无显著性差异。
表1 各组SOD比活性值及MDA值统计结果(±s，n=8)
Table 1 The activity of SOD and MDA values in four groups (±s,n=8) Group
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Activity of SOD
(μ/mgHb)
MDA Values
(nmol/L)
Control
516.31±203.54
7.38±1.59
0.25T
392.34±181.98
7.73±0.98
0.34T
213.16±75.77**
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5.60±0.89*
0.64T
366.85±169.54
6.50±1.45
* Compared with control, P<0.05
** Compared with control, P<0.01
4 讨 论
自由基是含有一个不配对电子的原子或原子团的总称，具有极强的氧化活性，能对细胞和机体产生氧化损伤，促发和加重疾病病变，加快机体衰老。自由基会在体内引起脂质过氧化反应，并分解出丙二醛(MDA)。测量机体MDA水平的改变，可间接反映机体内自由基反应的情况，生物体内同时存在自由基清除系统，生理情况下能及时清除自由基，阻止氧化损伤的发生，超氧化物歧化酶(SOD)就是一种自由基清除剂，SOD水平的改变，可间接反映机体清除自由基的能力。实验表明，0.34 T强度的磁场在本实验条件下对小鼠血液的自由基影响较为明显，使SOD比活性和MDA值均显著降低，说明该磁场可能抑制了血液中自由基的产生，从而使自由基反应减少，MDA含量降低，而自由基清除剂SOD也随自由基的减少而减少，这可能是由于机体的应激反应所致，而其它强度的磁场则无显著变化，本实验所选磁场的其它频率、强度、作用时间的组合作用对小鼠血液的自由基代谢的影响还需进一步研究。
, 百拇医药
参考文献
1 Adair RK. Effect of ELF magnetic fields on biological magnetite Bioelectromagnetics 1993;14∶1
2 李缉熙，牛中奇编著.生物电磁场电磁学概论.西安：西安电子科技大学出版社.1992
3 闫秀英，韩丽莎，许志华等.旋转磁场对血清SOD活力、铜蓝蛋白活性及MDA含量的影响.中华物理医学杂志，1997；19(2)∶115
4 夏绪刚，黄兆民.磁场及磁处理水对小鼠自由基代谢的影响.中华物理医学杂志，1994；16(4)∶199
5 莫 简主编.医用自由基生物学导论.北京：人民卫生出版社.1989
6 席晓莉，文 峻.CXLY-Ⅱ型低频脉冲磁场发生仪的研制.中国医学物理杂志.(待发表)
7 李益新，方允中.超氧化物歧化酶活力测定新方法.生物化学与生物物理进展，1983；2∶50
(收稿：1998-05-11), 百拇医药
单位：吴道澄 王多宁 李晓晔 莫 简(第四军医大学 基础部自由基生物学与医学研究室，西安 710032)；席晓莉(第四军医大学 生物医学工程系，西安 710032)
关键词：脉冲磁场；小鼠；自由基
生物医学工程学杂志990323 摘要 采用脉冲频率20 Hz，强度分别为0.25、0.3、0.64 T三种不同强度的脉冲磁场对小鼠进行40 min全身辐照，对照组进行40 min假辐照。磁处理后即刻取血对其血液的自由基指标(SOD比活性、MDA含量)进行测量。结果表明辐照强度0.25 T组与对照组小鼠血液的自由基代谢未改变；0.34 T组小鼠血液的SOD活性和MDA含量均显著低于其它组。结果表明低频脉冲磁场对小鼠的自由基影响较大并存在一定的窗口效应区。
The Influence of Pulsed Magnetic Fields on SOD's Activity and
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MDA Value in Metabolism of Mice
Wu Daocheng1 Wang Duoning1 Xi Xiaoli2 Li Xiaoye1 Mo Jain1
1(Labortory for Free Radical Research, Fourth Military Medical Univresity, Xi'an 710032)
2(Department of Biomedical Engineering, Fourth Military Medical University, Xi'an 710032)
Abstract This experiment aimed to investigate the influence of pulsed extremely-low-frequency-magnetic fields on free radical metabolism of mice. Thirty-two mice were randomly divided into four groups and were exposed to 0 T,0.25T,0.34 T and 0.64 T intensity pulsed magnetic fields of 20Hz for 40min. The 0T exposed group was the control group. The free radical metabolism, SOD's activity and MDA, of mice were measured respectively. The result showed the SOD's activity and MDA of the 0.34T exposed group were both significantly lower (P<0.01，P<0.05) than that of the control group, while the 0.25T and 0.64T exposed groups were not significantly different from the control group. This demonstrates that the biological effect of pulsed extremely-low-frequency magnetic fields on free radical metabolism of mice varies and depends on the intensity of the fields. The “window” effect may exist.
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Key words Pulsed magnetic-fields Mice Free radical
1 前 言
随着现代科技的发展，人类环境中充斥着各种电磁场，因而有关电磁场的生物效应成为一个令人瞩目的研究课题[1，2]。目前国内外对恒磁场及旋转磁场的生物效应研究较多[3，4]，而对低频脉冲磁场的生物效应研究较少。自由基含有不配对电子，具有较强的氧化活性，能对细胞及机体产生氧化损伤，加快机体的衰老，它与人类的许多疾病成因密切相关[5]，因此研究磁场对自由基活性的影响具有较为重要的意义。我们采用自行研制的低频脉冲磁场发生仪，用频率20 Hz和强度分别为0.25、0.34、0.64 T的脉冲磁场对小鼠血液自由基活性的影响进行了研究，发现低频脉冲磁场对小鼠血液自由基活性有较大影响。
2 材料和方法
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2.1 实验试剂
SOD标准品：甘肃夏河生物制品厂；黄嘌呤：上海试剂厂B.R；黄漂呤氧化酶：Sigma公司B.R；Luminol鲁米诺：上海试剂厂B.R。
2.2 实验动物
雄性Balb/c小鼠，体重(20±2) g，由本校动物中心提供。
2.3 仪器设备
DG3030化学发光仪，南京华东电子集团公司；日本岛津RF5000荧光分光光度计。
磁处理设备采用我校生物医学工程系自行研制的XCLY-Ⅱ低频脉冲磁场发生仪，可产生频率0～100 Hz、强度0.15～0.80 T的脉冲磁场，磁场作用区尺寸为85 mm×40 mm×25 mm，可放入待处理的小鼠[6]。
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2.4 方法
2.4.1 动物分组及处理 取小鼠32只，随机分为4组，每组8只；分别为对照组和0.25、0.34、0.64 T强度的磁处理组。每只小鼠的辐射时间均为40 min，对照组作40 min假辐照。脉冲磁场频率选取20 Hz，占空比1/2。
2.4.2 血样采集及处理 小鼠经磁辐照或假磁辐照处理后即刻摘除右眼取约1.0 ml左右血。取出20 μl血，用双蒸水稀释100倍，用于测SOD活性；剩余的血放置约10 min后，2000 r/min离心5 min，取上层血清约50 μl，置-20 ℃冰箱保存以备测MDA用。
2.4.3 SOD比活力测定 参见文献[7]方法，利用Luminol-黄嘌呤-黄漂呤氧化酶化学发光法测量并计算SOD比活性。MDA测定参见文献[5]，采用TBA荧光法，测量在激发光为515 nm时丙二醛与硫代巴比妥酸作用所生成物在波长为553 nm处的荧光强度，并同时测量标准品的荧光强度，计算MDA值。
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2.5 统计学处理
实验结果以平均值±标准差(
±s)表示，采用t检验。3 实验结果
SOD和MDA测定结果见表1。结果显示0.34T磁处理组小鼠的SOD比活性和MDA值与对照组相比均显著降低(分别为P<0.01和P<0.05)，其余各组与对照组比较均无显著性差异。
表1 各组SOD比活性值及MDA值统计结果(
±s，n=8)Table 1 The activity of SOD and MDA values in four groups (
±s,n=8) Group, http://www.100md.com
Activity of SOD
(μ/mgHb)
MDA Values
(nmol/L)
Control
516.31±203.54
7.38±1.59
0.25T
392.34±181.98
7.73±0.98
0.34T
213.16±75.77**
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5.60±0.89*
0.64T
366.85±169.54
6.50±1.45
* Compared with control, P<0.05
** Compared with control, P<0.01
4 讨 论
自由基是含有一个不配对电子的原子或原子团的总称，具有极强的氧化活性，能对细胞和机体产生氧化损伤，促发和加重疾病病变，加快机体衰老。自由基会在体内引起脂质过氧化反应，并分解出丙二醛(MDA)。测量机体MDA水平的改变，可间接反映机体内自由基反应的情况，生物体内同时存在自由基清除系统，生理情况下能及时清除自由基，阻止氧化损伤的发生，超氧化物歧化酶(SOD)就是一种自由基清除剂，SOD水平的改变，可间接反映机体清除自由基的能力。实验表明，0.34 T强度的磁场在本实验条件下对小鼠血液的自由基影响较为明显，使SOD比活性和MDA值均显著降低，说明该磁场可能抑制了血液中自由基的产生，从而使自由基反应减少，MDA含量降低，而自由基清除剂SOD也随自由基的减少而减少，这可能是由于机体的应激反应所致，而其它强度的磁场则无显著变化，本实验所选磁场的其它频率、强度、作用时间的组合作用对小鼠血液的自由基代谢的影响还需进一步研究。
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参考文献
1 Adair RK. Effect of ELF magnetic fields on biological magnetite Bioelectromagnetics 1993;14∶1
2 李缉熙，牛中奇编著.生物电磁场电磁学概论.西安：西安电子科技大学出版社.1992
3 闫秀英，韩丽莎，许志华等.旋转磁场对血清SOD活力、铜蓝蛋白活性及MDA含量的影响.中华物理医学杂志，1997；19(2)∶115
4 夏绪刚，黄兆民.磁场及磁处理水对小鼠自由基代谢的影响.中华物理医学杂志，1994；16(4)∶199
5 莫 简主编.医用自由基生物学导论.北京：人民卫生出版社.1989
6 席晓莉，文 峻.CXLY-Ⅱ型低频脉冲磁场发生仪的研制.中国医学物理杂志.(待发表)
7 李益新，方允中.超氧化物歧化酶活力测定新方法.生物化学与生物物理进展，1983；2∶50
(收稿：1998-05-11), 百拇医药