本课题以小鼠为实验对象,通过长期(1年)动态的多指标观察,从细胞、亚细胞及分子水平较系统地探讨了3种场强(8×10~2、2×10~4和6×10~4V/m)的电磁脉冲(EMP)5次重复全身照射后睾丸的病变特点、损伤规律及其发生机制,并初步观察了6×10~4V/m EMP照射对妊娠及子代生长发育的影响,职业暴露对生殖功能的影响。主要结果如下: 一、EMP辐射后睾丸的病变特点、损伤规律 1.3种场强EMP 5次重复全身照射小鼠均可引起睾丸严重的非热效应性生精细胞组织结构和超微结构损伤,最敏感的靶细胞是精子、精子细胞和精原细胞。病变特点为具有速发性、阶段性、持续性和不均一性,并与场强的大小呈正相关。 2.3种场强EMP照射后早中期(6h～28d),雄性小鼠血清睾酮浓度及睾丸组织雄激素受体蛋白及mRNA表达显著降低(但EMP辐射并未引起血清FSH、LH、E2及睾丸组织FSH受体表达的明显改变),同时间质细胞出现一系列组织结构和超微结构的明显改变,提示睾丸间质细胞是EMP辐射敏感的靶细胞之一。 二、EMP辐射所致睾丸损伤的机制 1.TUNEL染色证实凋亡细胞数分别在3种场强EMP照射后28d、7d～14d和3d～28d明显增加,凋亡相关基因及其编码蛋白bax mRNA、bax、p53和c-fos蛋白表达在照射后28d、3d～14d、1d～14d明显增强,而bcl-2蛋白则在照射后1d～3d呈一过性表达增强,表明细胞凋亡是EMP辐射所致睾丸细胞损伤的重要机制。 2.3种场强的EMP照射后,睾丸组织丙二醛的含量及TNF-α表达增加,而超氧化物歧化酶的活性降低,提示氧自由基和细胞因子参与了EMP辐射所致睾丸细胞结构和功能的损伤。 3.3种场强的EMP照射后14d内,睾丸组织内与能量代谢有关的乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶和山梨醇脱氢酶活性均不同程度降低,尤其在照射后7d内多显著降低,同时睾丸组织血供减少。表明睾丸生精细胞的缺血缺氧及能量代谢障碍,在EMP照射所致的生精细胞早期损伤中发挥着重要作用。 4.6×10~4V/m EMP 5次重复照射,可直接引起原代培养的睾丸间质细胞细胞膜损伤-电穿孔,照射后30min～1h逐渐趋于恢复。培养上清离子浓度在照