中国公共卫生  2009, Vol. 25 Issue (12): 1481-1483   PDF    
白噪声暴露致豚鼠心脏功能损伤作用
佘晓俊, 吴铭权, 崔博, 王天辉, 王静, 刘洪涛, 杨惠彬     
军事医学科学院卫生学环境医学研究所劳动卫生研究室, 天津 300050
摘要: 目的 探讨噪声暴露对心脏的影响. 方法 将豚鼠分别置于95和100 dB的白噪声环境中, 4 h/d, 连续14 d后, 测量心电图(ECG), 观察光镜和电镜下心肌结构的变化, 测定心肌组织丙二醛(MDA)含量和血清乳酸脱氢酶(LDH)活性. 结果 噪声暴露后, 豚鼠ECG变化明显, HR明显加快、P-R间期缩短、P波电压增大、T波电压降低等.100 dB暴露组心肌超微结构损伤较严重, 心肌组织MDA含量和血清LDH活性分别为(1.645 8±0.050 0) nmol/(mg·prot)和(3 590.06±905.53) U/L, 与正常对照组比较, 均明显升高(P < 0.01).95 dB暴露组损伤较轻, MDA含量和LDH活性分别为(1.377 5±0.157 3) nmol/(mg·prot)和(2 651.88±487.99) U/L. 结论 一定剂量的噪声暴露可引起豚鼠心功能紊乱, 心肌的形态结构发生病理性改变.
关键词白噪声     豚鼠     心脏    
Effects of white-noise on heart function of guinea pig
SHE Xiao-jun, WU Ming-quan, CUI Bo, et al     
Institute of Health and Environmental Medicine, Academy of Military Medical Sciences Tianjin 300050, China
Abstract: Objective To investigate the effect of white-noise on heart function of guinea pig. Methods The guinea pigs were exposed to white-noise of 95dB or 100dB, 4hr a day for 14 days.Then the electrocardiogram (ECG), the changes of myocardiums tructure, the content of malona ldehyde (MDA), and the activity of lacticacid (LDH) were detected. Results After noise exposure, the ECGs of guinea pigs changed obviously with increased heart rate, decreased P-R duration, augmented P wave am plitude, reduced T wave am plitude.The differences were significant.Compared with the control group, ultras tructure a lteration of myoca rdiumin 100dB noise-exposed group was serious and the MDA content and LDH activity were increased significantly (P < 0.01).The damage of 95dB noise-exposed group was less serious compared to the 100dB noise-exposed group. Conclusion The results suggested that noise exposure induced guinea pig's cardiac function disorder, myocard iumultrastructure alteration, and the extent of heart changes was related with the intensity of noise exposure.
Key words: white-noise     guinea pig     heart    

随着社会的发展,各种各样的噪声,如工业生产噪声、交通噪声、家用电器噪声等,严重困扰着人们正常的工作和生活。噪声对心血管系统的非特异性损伤也逐渐引起重视。但是这方面的研究资料较少而且结论不一。有文献报道,噪声与男性高血压相关1;有研究认为,长期居住于高强度交通噪声环境中,增加患心血管疾病的危险性2;长期暴露于噪声可引起血压升高和心电图异常3。本实验将豚鼠置于95或100 dB的白噪声(功率谱密度在整个领域内均匀分布的噪声,其特点是包含各种噪声)环境中,观察白噪声引起心脏损伤以及损伤程度。

1 材料与方法 1.1 实验动物及分组

纯白色、耳廓反射正常、心功能正常的健康雄性豚鼠24只,体重250~350 g (军事医学科学院卫生学环境医学研究所动物房)。采用完全随机设计分为3组,正常对照组、95 dB暴露组、100 dB暴露组,每组8只。

1.2 仪器与试剂

BK1027信号发生器(丹麦B & K公司);BK2209声级计(丹麦B & K公司);RM-6000八道生理记录仪(日本光电株式会社);LDH、MDA试剂盒(南京建成生物工程公司)。

1.3 噪声暴露

强度分别为95,100 dB,4 h/d,连续14 d。暴露时将豚鼠装入自制的小铁丝笼子内,扬声器置于豚鼠头部正前方,用声级计监测豚鼠左右耳接受的声强(偏差控制在±1.0 dB范围内)。每日7:30-11:30在隔音室内进行噪声暴露,且每小时监测1次。正常对照组饲养在背景噪声低于40 dB的环境中。

1.4 心电图测定

记录豚鼠肢体Ⅱ导联ECG。正极插入到豚鼠左下肢皮下,负极插入到豚鼠右上肢皮下。纸速100 mm/s,0.5 mV/格,灵敏度=4。观察HR、P-R间期、QRS时限、Q-T间期、P波及T波电压。

1.5 心肌组织结构观察

(1)显微结构观察:豚鼠断颈,快速取心脏。于左心室处取材,4%中性甲醛固定,石蜡包埋,切片;苏木素伊红染色,于光镜下观察。(2)超微结构观察:于左心室尖部取材,大小为1 mm×1 mm×1 mm左右,依次固定于3.1%戊二醛、1%锇酸,丙酮逐级脱水,Epon812包埋剂包埋,经修块、半薄切片定位、超薄切片、铀染色和铅染色后,电子显微镜下观察。

1.6 血清LDH活力、心肌组织MDA含量的测定

乙醚麻醉豚鼠,内眦静脉采血1 mL左右,室温静置30 min后,3 000 r/min,离心10 min,取上清,测定LDH活力。取左心室心肌,制成心肌组织匀浆,4 ℃,3 000 r/min离心,10 min,取上清测定心肌组织MDA含量。测定方法按试剂盒说明书。心肌组织蛋白含量测定采用G-250考马斯亮蓝法。

1.7 统计分析

采用SPSS 13.0软件进行单因素方差分析,两两比较采用q检验。

2 结果 2.1 噪声对豚鼠ECG的影响(表 1)
表 1 白噪声暴露对豚鼠ECG各项指标的影响(x±s, n=6)

噪声暴露后豚鼠ECG变化明显,出现HR加快,ST段呈上斜、下斜改变,P波高尖、T波低平等,表明已有心肌损伤发生。随着噪声强度的增加,HR逐渐加快。与正常对照组比较,100 dB暴露组HR明显加快(P < 0.01)。95和100 dB暴露组P-R间期明显缩短(P < 0.05,P < 0.01),表明心房传导速度加快。95和100 dB暴露组P波电压明显增大(P < 0.01,P < 0.01);100 dB暴露组T波电压明显下降(P < 0.01),甚至出现T波倒置。

2.2 噪声导致豚鼠心肌组织结构的改变(图 1)
图 1 白噪声暴露对豚鼠心肌超微结构的影响

(1)光镜观察:正常组豚鼠显示心肌纤维排列紧密,胞浆均匀染色。95 dB暴露组:心肌结构大致正常,纤维排列较整齐,胞浆均匀染色。100 dB暴露组则出现少数心肌肿胀,局部胞浆淡染,有轻微水肿表现。(2)电镜观察:正常组心肌纤维走向规则,线粒体形态完整。95 dB暴露组心肌纤维稀疏而且排列不整齐。100 dB暴露组有些心肌纤维排列不整齐,偶尔可见肌原纤维断裂或溶解消失,其间由肿胀变性的线粒体填充。有少量异常的线粒体形成,嵴断裂、溶解。可见核周间隙增加、糖原颗粒聚集现象、肌浆网扩张成囊泡状。

2.3 噪声对MDA含量、血清LDH活力的影响(表 2)
表 2 白噪声对MDA含量、血清LDH活力的影响(x±s, n=8)

噪声暴露可引起心肌组织MDA含量明显增加,噪声强度越大心肌组织MDA含量就越高。噪声暴露可引起血清LDH活力升高,噪声强度越大血清LDH活力就越高。

3 讨论

从20世纪60年代,科学家们就开始研究噪声对心血管系统的影响。越来越多的文献支持噪声是心血管疾病的危险因素之一4-5。噪声可引起血压升高、心率加快、心功能改变,甚至缺血性心脏病;还可引起心肌超微结构损伤6,甚至DNA损伤7。MDA是公认的脂质过氧化的标志物,在一定程度上间接反映氧自由基的生成情况。脂质过氧化可损伤细胞膜脂质和蛋白质,导致细胞膜受损8。本实验中,心肌组织MDA含量升高,血清LDH活力增加,提示氧自由基可能是噪声损伤心脏的机制以及噪声可能损伤心肌细胞膜。

噪声对心脏损伤的程度与强度有关。在一定强度内,噪声强度越大,对心脏的损伤越严重。Tomei F等9研究显示,在噪声环境中,暴露强度 > 90 dB时对心血管系统影响较大。在本实验中,100 dB暴露组大鼠ECG变化更明显,心肌组织结构、心肌细胞的膜性结构损伤更严重。

参考文献
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