微波對細胞表面結構的影響

微波對細胞表面結構的影響

    生物膜是由脂質和蛋白質構成的流動鑲嵌膜，細胞膜對細胞的生存和增殖均有重要作用，膜流動性是細胞膜的基本特征，而膜的流動性與膜的結構、功能、運動和增殖等密切相關。在微波交變的電磁場作用下，細胞膜結構分子被極化、重排、振蕩，導致細胞膜流動性改變，從而引起細胞一連串生化改變。近年來研究表明，微波輻射可以使神經細胞膜磷脂性質發生改變，改變細胞膜離子通道對離子的通透性。

    微波處理能造成微生物細胞壁的剝落或細胞膜的破壞，改變細胞膜的通透性，造成細胞內物質外滲；微波也可能影響細胞膜電位而破壞微生物的結構與功能。

    Celandroni等(比較了微波與傳統加熱對枯草桿菌芽胞的結構和分子組分的致死率及影響。采用電子顯微鏡觀察芽胞結構發現，兩種處理對皮層影響不同，傳統加熱孢子皮層松弛，

大于朱處理孢子的10倍；相反，微波輻射處理時間和溫度與傳統加熱相同，孢子的皮層與未處理孢子相同。Woo等用微波輻射大腸桿菌和枯草芽胞桿菌細胞懸液，作用后用掃描電鏡觀

察發現，大多數大腸桿菌細胞表面嚴重損壞，而枯草芽胞桿菌無顯著變化。而楊華明等利用透射電鏡觀察正常枯草桿菌黑色變種的超微結構發現，其芽胞外殼清晰，皮質層整齊光滑且

呈均勻高電子密度帶，核區電子密度高，均勻且邊緣整齊；其繁殖體完整光滑，胞漿處電子密度均勻。微波處理后的細菌芽胞外殼層次模糊，胞質區電子密度降低，但核區完整。

    孫敬儒進行了強電場脈沖致細胞膜電穿孔的試驗，發現用強電場脈沖處理動物細胞后，可使小分子物質臺盼藍進入細胞內，通過掃描電鏡觀察到細胞膜上有電致孔洞，證實強電場

脈沖能引起電穿孔，穿孔率較高。電穿孔Electropomtion是指在電脈沖的作用下，在細胞膜脂雙層上形成的瞬時微孔，從而使細胞膜的通透性和膜電導瞬時增大，而在正常情況下，親水分子、病毒顆粒、DNA、蛋白質以及染料顆粒等是不能通過細胞膜而進出細胞的一個生物物理過程。

    Woo等采用微波輻射大腸桿菌和枯草芽胞桿菌細胞懸液，發現活菌數顯著減少，且隨著細胞懸液溫度上升，細胞的DNA和蛋白質釋放量增加。陳衛等用熒光探針檢測微波處理后細胞內Ca2+濃度的變化；選用二二乙酸熒光素(FDA)和Fluo-3／AM兩種熒光染料，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌經微波處理后的酯酶活性及細胞膜通透性進行研究，結果表明細胞膜通透性的改變與微生物致死率有一定的相關性，也可能是微波殺菌熱效應的表現之一。

    微波具有影響離子通道的特性，但機制尚不清楚。如微波對C、Na+陽離子跨膜轉運的影響研究表明，在溫度沒有改變時，而膜通透性發生改變，這一變化可發生在不同頻段(27 MHz一10 GHz)。有的作者認為可觀察到的效應主要依靠溫度，而不依靠頻率。另一個效應是離子流動，象Na+、K+離子泵的改變，ATP酶的改變，被認為是微波與細胞膜上分子作用的結果。當然，細胞內物質對外界電磁場電荷也有一定的反應。