超細碳黑對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系更為密切的大氣污染物，近年來可吸入顆粒物中的超細顆粒物(空氣動力學直徑<0.1μm，ultrafine particles，UFPs)，被認為是介導顆粒物不良健康效應的主要因素。UFPs對總質量濃度的貢獻可忽略，主導了大氣顆粒物的數(shù)量濃度，顆粒物數(shù)量濃度與健康效應可能比質量濃度與健康效應更具相關性。大氣污染類型的轉變(燃煤型污染向機動車尾氣型污染)、納米材料的廣泛研究、生產(chǎn)和應用使得人群接觸UFPs的機

2、會增多，并且在人類對顆粒物污染源排放標準的日趨嚴格控制和工業(yè)技術的發(fā)展情況下，顆粒物污染的質量濃度有所下降，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，毒性越大，對人體健康危害也越大。國內(nèi)目前關于大氣顆粒物的流行病學研究還停留在PM<,10>和PM<,2.5>，由于受統(tǒng)一監(jiān)測標準的影響，至今尚未建立起大氣UFPs監(jiān)測體系，也無UFPs空氣質量標準。

3、UFPs特殊的物理化學性質，使其對機體的健康效應的性質和強度也可能發(fā)生較大變化，因此要加強對其健康影響作用機制的探討，為人群的健康防護奠定基礎，為相關衛(wèi)生標準的制定提供科學的理論依據(jù)。 本次課題以已知成分和粒徑大小的超細碳黑為研究對象，作為大氣UFPs的替代顆粒物。分別采用整體動物試驗和體外細胞試驗對其急性呼吸系統(tǒng)損傷和對體外培養(yǎng)的肺泡Ⅱ型上皮細胞的氧化損傷作用進行探討。 第一部分采用整體動物試驗分析超細碳黑的急性肺毒性

4、。將12周齡雄性Wistar大鼠24只，隨機分成4組，氣管滴注顆粒物懸浮液1.6、8.0、40.0mg/kg體重，設生理鹽水對照組，每天染毒一次，連續(xù)染毒3d。最后一次染毒結束24h后，處死大鼠，收集肺灌洗液，計算肺灌洗液中各類白細胞百分比，測定肺巨噬細胞吞噬功能，測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、細胞毒性及氧化損傷指標。提取肺組織中RNA，采用RF-PCR的方法分析細胞因子IL-1β和TNF-α的mRNA表達。結果為中、高劑量染毒組大鼠肺灌洗液中炎癥細胞尤其是中性粒細胞增多，巨噬細胞的吞噬功能降低，細胞毒性指標、氧化損傷情況及肺組織中炎癥因子mRNA的表達均有不同程度的升高，有統(tǒng)計學意義，呈一定的劑量反應關系。肺組織病理學檢查各染毒組也表現(xiàn)出不同程度的病變損傷。表明UFCB氣管滴注進入大鼠肺部，可引起急性炎癥反應和氧化應激效應，

6、對大鼠肺部的實質細胞、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研究超細顆粒物對肺泡上皮細胞的直接損傷作用。Ⅱ型肺泡上皮細胞(AT-Ⅱ)的損傷是肺損傷的關鍵環(huán)節(jié)，其受損程度將影響肺損傷后的修復，在維持正常肺功能中起著十分重要的作用。本次實驗將人肺Ⅱ型上皮細胞株(A549)暴露于不同濃度的超細碳黑混懸液，染毒24小時后，運用MTT法測定細胞存活率、測定細胞培養(yǎng)上清液中的乳酸脫氫酶(LDH)水平，測定細胞內(nèi)超氧化物歧化酶

7、(SOD)的含量，并通過魯米諾誘導的化學發(fā)光法測定細胞內(nèi)氧自由基水平。 A549細胞在染毒后細胞形態(tài)發(fā)生改變。隨著染毒濃度上升，A549細胞存活率逐漸下降，存在濃度反應關系；染毒濃度為50、200、800μg/ml，細胞培養(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，顯示出濃度依賴關系，其中中、高染毒組的LDH活性與對照組相比呈顯著增加；各染毒組A549細胞內(nèi)的SOD含量隨著染毒濃度的增高而降低，顯示出濃度依賴關系，其

8、中中、高染毒組的SOD含量與對照組相比有統(tǒng)計學差別。超細顆粒染毒一小時后，魯米諾誘導的化學發(fā)光平均每秒的照度，各暴露組與對照組相比均有顯著增加，但暴露反應關系不明顯。中高劑量的結果持平。 結果表明A549細胞染毒超細碳黑后，氧自由基活性增加，細胞膜發(fā)生脂質過氧化反應，抗氧化能力降低，使細胞膜通透性增高，結構和功能受損。氧化損傷是使A549細胞受損的重要途徑之一。對顆粒本身滲透進入間隙組織，進一步損傷肺部有一定意義。 本次