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1、 中国III 床康复 第 9 C h i n e s e J o u r n a l o f C l i n ic a l R e h a b i l i t a t io n , 眷第 一 I l 期 2 0 0 5 - 0 3 - 2 1 出版 Ma r c h 2 1 2 0 0 5 V o l . 9 N o . 1 1 基础研究 1 6 H : 次 声 暴 露 对人 脐 静 脉 血 管内 皮 细 胞内 钙离 子 浓 度 的 影 响“ 王冰水， 陈景藻， 李玲， 任冬青， 方恒虎， 刘 静， 陈丹 王冰水， 陈景藻， 李 玲， 刘 静， 解放军第四军医大学西京医院 物理医 学与康复科，
2、 陕西省西安市 7 1 0 0 3 2 任冬青， 方恒虎， 解放军第四军医大学 预防医学系 放射医学教研室， 陕 西省西安市7 1 0 0 3 2 陈 丹， 解放军第四军医 大学 墓础部电 镜中 心， 陕西省西安市 7 1 0 0 3 2 王冰水， 男， 1 9 6 3 年生， 河北省赵县人， 汉族， 第四军医大学 在读博士， 副主任医师， 副教授， 从事次声的生物学效应研究。 w b s h u i f mmu . e d u . e n 电话 : + 8 6 - 2 9 - 8 3 3 7 5 4 4 0 中图分类号: R 5 4 2 . 2 文献标识码: A 文章编号: 1 6 7 1
3、一 5 9 2 6 ( 2 0 0 5 ) 1 1 - 0 0 4 8 - 0 2 收稿日 期: 2 0 0 4一 1 l - 2 2 修回日期: 2 0 0 5 - 0 1 - 2 4 ( 1 3 / N G / Y L ) 露组。对实验组的细胞作2 h 的次声暴露， 采用钙离子荧光探针结合激光 扫描共聚焦显微镜观察次声暴露后细胞内钙离子浓度的变化。 结果: 经次声暴露 2 h 后， 9 0 d B次声暴露组( 4 2 7 . 4 士 5 7 . 1 ) , 1 1 0 d B次 声暴露组( 4 8 9 . 1 士 6 3 . 7 ) 和1 3 0 d B 次声暴露组( 5 3 1 . 3
4、土 6 1 . 9 ) 与对照 组比 较， 差异均有显著性意义( t = 8 . 6 , 6 . 9 , 8 . 3 , P 0 . 0 5 ) 。 经次声暴露 2 h 后各实验组细胞 内的钙离子浓度均有明显增高， 而且钙离子浓度增高的程 度与次声声压的大小有关。9 0 d B , 1 1 0 d B和 1 3 0 d B次声 暴露组细胞内钙离子浓度与对照组比较， 差异均有显著性 意义( t = 8 . 6 , 6 . 9 , 8 . 3 , P 0 . 0 5 ) ， 见图 t o 700600500400300200100 侧燃来似斗健即 对照组 假暴露组9 0 d B组 1 1 0 d
5、B 组 1 3 0 d B组 图 1 次声作用各组细胞内 钙离子荧光强度比较 3讨 论 通常情况下， 细胞内钙 9 9 . 9 %以上为结合钙，主要 分布在细胞核、 线粒体、 内质网( 肌浆网) 和质膜， 细胞在 非激活状态时， 细胞内C a t 十 浓度非常低， 但却是细胞生 理功能的关键环节。当细胞受外界刺激后通过膜将信息 传人胞内，细胞内钙库的 C a t 通道开放，从而将细胞内 信息以 C a + 的不同变化形式传递给相应的受体， 从而诱 导一系列的生物学应答。因此， 细胞内 C a Z 浓度的调节 也就成为信息传递过程中的重要环节。 研究表明， 一定声压级的次声可造成包括心、 肺 、
6、 脑 在内的多种器官明显的损伤 t 今 一 “ 1 。次声作用后可引起血 管内皮细胞损伤性改变，而血管内皮细胞损伤往往是脏 器损伤的基础。 8 H z , 1 2 0 d B的次声作用后大鼠脑组织的 超微结构发生损伤性改变， 血脑屏障通透性增高， 其原因 是血管内皮细胞受损。1 3 0 d B的次声可引起心肌细胞损 伤性超微结构改变 7 1 ， 诱导心脏内皮细胞损伤， 并观察到 了内皮细胞凋亡蛋白 B a x , B c l - x的表达。 次声可引起血管 内皮细胞损伤， 这种损伤与细胞内钙等的变化有关 “ 。 在体的动物实验表明次声可引起大 鼠海马神经元的 钙超载。 8 H z 的次声每天作
7、用 2h ， 作用 1 次即可有钙离 子增高的趋势， 连续作用 1 4d 达高峰， 但连续作用 2 8 d 又有回落的现象可能和动物的适应性改变有关。血管内 细胞是对次声敏感的细胞之一 ，在本实验中，使用的 R P M R 1 6 4 0 培养液中的钙含量极微， 由于可以严格控制实 验条件， 因此， 次声作用后细胞内的钙升高可以认为是非 外源性 C a z 十 的扩散或主动转运人胞内，而是来源于细胞 内钙库的释放。 从实验中可以观察到次声作用 2h 均可引 起细胞内钙的释放 ，而且钙释放的多少和声压级水平相 关。这种正相关结果和次声在体动物实验中， 次声声压越 大生物学效应越明显的结论相符合。
8、 而9 0 d B组和 1 1 0 d B 组细胞 比较以及 1 1 0 d B组和 1 3 0 d B组细胞 比较差异不 明显、 可能和实验细胞的例数少有关。 细胞内钙的升高可 以激活 C a Z/ 钙调蛋白依赖性蛋白激酶 ( C a M激酶) ， C a M激酶可使多种底物磷酸化， 使之激活或失活， 进一步 参与生理功能的调节。当胞质 内 C a Z 十 浓度异常增高时 ， 受调节的磷脂酶 、 蛋白酶及核酸内切酶等被激活， 可导致 磷脂分解和细胞骨架破坏等 ， 造成细胞的损伤。 次声引起 的细胞内钙升高与次声的声压级水平相关 ，进一步提示 了细胞损伤与细胞内钙的释放有关。 一般认为机体组织
9、可通过生物共振吸收声波的能 量，对于机械信号引起的细胞内钙释放可能通过以下途 径 ， 即机械牵张引起细胞骨架的改变， 去除了细胞骨架上 的磷脂酶 C抑制物， 从而激活磷脂酶 C ; 继而磷脂酶 C活 化蛋白激酶 C路径 ， 产生磷酸肌醇和二酞甘油 ; 磷酸肌醇 活化磷酸肌醇受体进而开放钙通道释放细胞内钙。在实 验中 作者还观察到了 细胞膏架结构和量的 变化， 这种变 化与细胞内钙的释放密切相关。 血管内皮细胞的钙超载可导致细胞损伤和功能紊 乱， 引起组织器官的损伤。 本实验观察到 1 6 H z 三种不同 声压级水平的次声作用 2h ，均可引起细胞内钙的释放 ， 与细胞及组织器官的损伤相关 ，
10、本结果有助于进一步阐 明次声生物学效应的分子学机制， 并为次声防护的 研究 提供帮助。 总之 ，频率为 1 6 H z 不同声压级水平的次声暴露可 导致血管内皮细胞内钙离子浓度不同程度的增高 ，这种 增高与声压级水平相关，提示细胞内钙的增高与次声作 用后的细胞损伤相关 ，为机体声学损伤的防护机制提供 了实验学数据。 4参考文献 1陈景藻 . 次声的产生及生物学效应 【 M. 北京:军事医学科学出版社， 1 9 9 7 : 1 9 4一7 2付国友， 陈景藻， 贾克勇， 等. 大鼠次声刺激后脑组织组织谷氨酸的变化 J . 第四 军医大学学报， 1 9 9 9 , 2 0 ( 4 ) : 2 8
11、8 - 9 0 3 B e n v e n i s t e H , J o r g e n s e n M B , D i e m e r N H , e t a l . C a l c i u m a c c u m u l a t i o n b y g l u t a - m a t e r e c e p t o r a c t i v a t i o n i s i n v o l v e d i n h i p p o c a m p a l c e l l d a m a g e a f t e r i s c h e m i - a . A c t a N e u r a l
12、S c a n d 1 9 8 8 ; 7 8 ( 6 ) : 5 2 9 一 3 6 4李唯， 贾克勇， 李焕章， 等. 8 H : 和1 6 H z 次声对大鼠 肺组织及肺氧合功能 的 影响 J 1 . 第四 军医大学学报， 2 0 0 1 , 2 2 ( 1 6 ) : 1 4 8 5 一 9 5 M o ll e r H , P e d e rs e n C S . H e a r i n g a t l o w a n d i n f r a s o n i c f r e q u e n c i e s . N o is e H e a l t h 2 0 0 4 ; 6 ( 2
13、3 ) : 3 7 一 5 7 6袁华， 龙华， 李玲， 等. 次声作用后大鼠海马星型胶质细胞的变化【 J . 中国 临床康复， 2 0 0 2 , 6 ( 2 3 ) : 3 5 0 0 一 1 7刘朝晖， 陈景藻， 王志鹏， 等. 9 H z , 1 3 0 d B次声对大鼠海马细胞内钙离子浓 度的 影响 i l . 第四 军医大学学报， 2 0 0 4 , 2 5 ( 4 ) : 3 0 4 一 6 8裴兆辉， 陈景藻， 朱妙章， 等. 次声作用后大鼠血浆一氧化氮与内皮素一 1 含 量变化及意义D l . 中国临床康复， 2 0 0 4 , 8 ( 1 2 ) : 2 2 6 0 一 1