超細(xì)碳黑對(duì)大鼠的急性肺損傷研究.pdf

1、大量研究表明顆粒物是與人群健康關(guān)系更為密切的大氣污染物，近年來可吸入顆粒物中的超細(xì)顆粒物(空氣動(dòng)力學(xué)直徑<0.1μm，ultrafine particles，UFPs)，被認(rèn)為是介導(dǎo)顆粒物不良健康效應(yīng)的主要因素。UFPs對(duì)總質(zhì)量濃度的貢獻(xiàn)可忽略，主導(dǎo)了大氣顆粒物的數(shù)量濃度，顆粒物數(shù)量濃度與健康效應(yīng)可能比質(zhì)量濃度與健康效應(yīng)更具相關(guān)性。大氣污染類型的轉(zhuǎn)變(燃煤型污染向機(jī)動(dòng)車尾氣型污染)、納米材料的廣泛研究、生產(chǎn)和應(yīng)用使得人群接觸UFPs的機(jī)

2、會(huì)增多，并且在人類對(duì)顆粒物污染源排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格控制和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展情況下，顆粒物污染的質(zhì)量濃度有所下降，但數(shù)量濃度上，UFPs卻有增無減。顆粒物的粒徑越小，表面積越大，肺部沉積和轉(zhuǎn)移的效率越高，單位面積上聚集了越多的壓縮或凝集的有毒物質(zhì)，毒性越大，對(duì)人體健康危害也越大。國(guó)內(nèi)目前關(guān)于大氣顆粒物的流行病學(xué)研究還停留在PM<,10>和PM<,2.5>，由于受統(tǒng)一監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的影響，至今尚未建立起大氣UFPs監(jiān)測(cè)體系，也無UFPs空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3、UFPs特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，使其對(duì)機(jī)體的健康效應(yīng)的性質(zhì)和強(qiáng)度也可能發(fā)生較大變化，因此要加強(qiáng)對(duì)其健康影響作用機(jī)制的探討，為人群的健康防護(hù)奠定基礎(chǔ)，為相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的制定提供科學(xué)的理論依據(jù)。 本次課題以已知成分和粒徑大小的超細(xì)碳黑為研究對(duì)象，作為大氣UFPs的替代顆粒物。分別采用整體動(dòng)物試驗(yàn)和體外細(xì)胞試驗(yàn)對(duì)其急性呼吸系統(tǒng)損傷和對(duì)體外培養(yǎng)的肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞的氧化損傷作用進(jìn)行探討。 第一部分采用整體動(dòng)物試驗(yàn)分析超細(xì)碳黑的急性肺毒性

4、。將12周齡雄性Wistar大鼠24只，隨機(jī)分成4組，氣管滴注顆粒物懸浮液1.6、8.0、40.0mg/kg體重，設(shè)生理鹽水對(duì)照組，每天染毒一次，連續(xù)染毒3d。最后一次染毒結(jié)束24h后，處死大鼠，收集肺灌洗液，計(jì)算肺灌洗液中各類白細(xì)胞百分比，測(cè)定肺巨噬細(xì)胞吞噬功能，測(cè)定灌洗液中乳酸脫氫酶(LDH)、酸性磷酸酶(ACP)、堿性磷酸酶(AKP)、白蛋白(ALB)、總蛋白(TP)、谷胱甘肽(GSH)、一氧化氮合酶(NOS)、丙二醛(MDA)等

5、細(xì)胞毒性及氧化損傷指標(biāo)。提取肺組織中RNA，采用RF-PCR的方法分析細(xì)胞因子IL-1β和TNF-α的mRNA表達(dá)。結(jié)果為中、高劑量染毒組大鼠肺灌洗液中炎癥細(xì)胞尤其是中性粒細(xì)胞增多，巨噬細(xì)胞的吞噬功能降低，細(xì)胞毒性指標(biāo)、氧化損傷情況及肺組織中炎癥因子mRNA的表達(dá)均有不同程度的升高，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，呈一定的劑量反應(yīng)關(guān)系。肺組織病理學(xué)檢查各染毒組也表現(xiàn)出不同程度的病變損傷。表明UFCB氣管滴注進(jìn)入大鼠肺部，可引起急性炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激效應(yīng)，

6、對(duì)大鼠肺部的實(shí)質(zhì)細(xì)胞、膜性組織和間隙組織具有毒性作用。 第二部分采用體外試驗(yàn)研究超細(xì)顆粒物對(duì)肺泡上皮細(xì)胞的直接損傷作用。Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞(AT-Ⅱ)的損傷是肺損傷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其受損程度將影響肺損傷后的修復(fù)，在維持正常肺功能中起著十分重要的作用。本次實(shí)驗(yàn)將人肺Ⅱ型上皮細(xì)胞株(A549)暴露于不同濃度的超細(xì)碳黑混懸液，染毒24小時(shí)后，運(yùn)用MTT法測(cè)定細(xì)胞存活率、測(cè)定細(xì)胞培養(yǎng)上清液中的乳酸脫氫酶(LDH)水平，測(cè)定細(xì)胞內(nèi)超氧化物歧化酶

7、(SOD)的含量，并通過魯米諾誘導(dǎo)的化學(xué)發(fā)光法測(cè)定細(xì)胞內(nèi)氧自由基水平。 A549細(xì)胞在染毒后細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變。隨著染毒濃度上升，A549細(xì)胞存活率逐漸下降，存在濃度反應(yīng)關(guān)系；染毒濃度為50、200、800μg/ml，細(xì)胞培養(yǎng)上清液中LDH的釋放水平隨著染毒濃度的增高而逐漸增加，顯示出濃度依賴關(guān)系，其中中、高染毒組的LDH活性與對(duì)照組相比呈顯著增加；各染毒組A549細(xì)胞內(nèi)的SOD含量隨著染毒濃度的增高而降低，顯示出濃度依賴關(guān)系，其

8、中中、高染毒組的SOD含量與對(duì)照組相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)差別。超細(xì)顆粒染毒一小時(shí)后，魯米諾誘導(dǎo)的化學(xué)發(fā)光平均每秒的照度，各暴露組與對(duì)照組相比均有顯著增加，但暴露反應(yīng)關(guān)系不明顯。中高劑量的結(jié)果持平。 結(jié)果表明A549細(xì)胞染毒超細(xì)碳黑后，氧自由基活性增加，細(xì)胞膜發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，抗氧化能力降低，使細(xì)胞膜通透性增高，結(jié)構(gòu)和功能受損。氧化損傷是使A549細(xì)胞受損的重要途徑之一。對(duì)顆粒本身滲透進(jìn)入間隙組織，進(jìn)一步損傷肺部有一定意義。 本次