微波对细胞表面结构的影响

微波对细胞表面结构的影响

    生物膜是由脂质和蛋白质构成的流动镶嵌膜，细胞膜对细胞的生存和增殖均有重要作用，膜流动性是细胞膜的基本特征，而膜的流动性与膜的结构、功能、运动和增殖等密切相关。在微波交变的电磁场作用下，细胞膜结构分子被极化、重排、振荡，导致细胞膜流动性改变，从而引起细胞一连串生化改变。近年来研究表明，微波辐射可以使神经细胞膜磷脂性质发生改变，改变细胞膜离子通道对离子的通透性。

    微波处理能造成微生物细胞壁的剥落或细胞膜的破坏，改变细胞膜的通透性，造成细胞内物质外渗；微波也可能影响细胞膜电位而破坏微生物的结构与功能。

    Celandroni等(比较了微波与传统加热对枯草杆菌芽胞的结构和分子组分的致死率及影响。采用电子显微镜观察芽胞结构发现，两种处理对皮层影响不同，传统加热孢子皮层松弛，

大于朱处理孢子的10倍；相反，微波辐射处理时间和温度与传统加热相同，孢子的皮层与未处理孢子相同。Woo等用微波辐射大肠杆菌和枯草芽胞杆菌细胞悬液，作用后用扫描电镜观

察发现，大多数大肠杆菌细胞表面严重损坏，而枯草芽胞杆菌无显著变化。而杨华明等利用透射电镜观察正常枯草杆菌黑色变种的超微结构发现，其芽胞外壳清晰，皮质层整齐光滑且

呈均匀高电子密度带，核区电子密度高，均匀且边缘整齐；其繁殖体完整光滑，胞浆处电子密度均匀。微波处理后的细菌芽胞外壳层次模糊，胞质区电子密度降低，但核区完整。

    孙敬儒进行了强电场脉冲致细胞膜电穿孔的试验，发现用强电场脉冲处理动物细胞后，可使小分子物质台盼蓝进入细胞内，通过扫描电镜观察到细胞膜上有电致孔洞，证实强电场

脉冲能引起电穿孔，穿孔率较高。电穿孔Electropomtion是指在电脉冲的作用下，在细胞膜脂双层上形成的瞬时微孔，从而使细胞膜的通透性和膜电导瞬时增大，而在正常情况下，亲水分子、病毒颗粒、DNA、蛋白质以及染料颗粒等是不能通过细胞膜而进出细胞的一个生物物理过程。

    Woo等采用微波辐射大肠杆菌和枯草芽胞杆菌细胞悬液，发现活菌数显著减少，且随着细胞悬液温度上升，细胞的DNA和蛋白质释放量增加。陈卫等用荧光探针检测微波处理后细胞内Ca2+浓度的变化；选用二二乙酸荧光素(FDA)和Fluo-3／AM两种荧光染料，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌经微波处理后的酯酶活性及细胞膜通透性进行研究，结果表明细胞膜通透性的改变与微生物致死率有一定的相关性，也可能是微波杀菌热效应的表现之一。

    微波具有影响离子通道的特性，但机制尚不清楚。如微波对C、Na+阳离子跨膜转运的影响研究表明，在温度没有改变时，而膜通透性发生改变，这一变化可发生在不同频段(27 MHz一10 GHz)。有的作者认为可观察到的效应主要依靠温度，而不依靠频率。另一个效应是离子流动，象Na+、K+离子泵的改变，ATP酶的改变，被认为是微波与细胞膜上分子作用的结果。当然，细胞内物质对外界电磁场电荷也有一定的反应。