中国公共卫生  2010, Vol. 26 Issue (3): 323-324   PDF    
引用本文
吕鹏, 宋晓明, 刘红, 郭新彪. 大气颗粒物对大鼠血液及内皮损伤作用[J]. 中国公共卫生, 2010, 26(3): 323-324.
Lü Peng, SONG Xiao-Ming, LIU Hong,et al. Acute changes of blood and endothelial damages in rats intratracheally instilled with PM10[J]. Chinese Journal of Public Health, 2010, 26(3): 323-324.
大气颗粒物对大鼠血液及内皮损伤作用
吕鹏, 宋晓明, 刘红, 郭新彪     
北京大学医学部公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系, 北京100191
收稿日期: 2009-07-17.
基金项目: 国家自然科学基金(30571534);国家科学技术部“十一五”支撑计划(2006BAI19B06);国家环保部公益项目(200809109)
作者简介: 吕鹏(1983- ),女,山东烟台人,硕士在读,主要从事分子环境医学研究。
通讯作者: 郭新彪
摘要: 目的 观察大气可吸入颗粒物一次气管滴注染毒后,大鼠血液炎症和内皮损伤指标的改变,探讨颗粒物所致心血管效应的生物标志。方法 将32只体重为380~470 g的雄性Wistar大鼠随机分为4组,即空白对照组、颗粒物低、中、高剂量组(0,5,15和45 mg/kg);采用气管滴注染毒,24 h后处死动物,分类计数血细胞,测定血液炎性指标白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、超敏C-反应蛋白(hs-CRP)以及内皮损伤指标一氧化氮(NO)和血管性假血友病因子(vWf)水平。结果 各染毒组大鼠血液白细胞总数明显升高,高剂量组达(7.94±1.15)×109/L、中性粒细胞百分比增加至(40.50±5.75)%;血清IL-6、hs-CRP水平与对照组比较明显升高(P<0.05);中、高剂量组TNF-α水平较对照组明显升高(P<0.05),各染毒组血清NO、vWf水平与对照组比较,差异无统计学意义。结论 可吸入颗粒物染毒后可引起大鼠系统炎症反应,但未见内皮损伤指标的改变。
关键词: 空气污染     颗粒物     全身炎症     内皮损伤     心血管系统    
Acute changes of blood and endothelial damages in rats intratracheally instilled with PM10
Lü Peng, SONG Xiao-Ming, LIU Hong ,et al    
Department of Occupational and Environmental Health, School of Public Health, Peking University Health Science Center, Beijing 100191, China
Abstract: Objective To observe the systemic inflammatory changes of blood,endo the lial damages,and cardiov ascular effects caused by PM10.Methods Thirty twomale Wistar ratsw eighted 380-470g were randomly divided into one control group and three PM10 exposed groups.PM10 were administered to the rats by intra tracheal in stillation at the doses of 5,15,45m g/kg·bw,respectively.The rats were sacr ificed 24 hours a fter the treamtent.The number of blood cells and the levels of IL-6,TNF-α,hypersensitive Creactive prote in(hs-CRP),nitricoxide and Von Willebrand factor in the serum were deter mined.Results The number of white blood cells,the percentage of neutrophils,the levels of IL-6,and hs-CRP in the serum increased significantly in all the PM10 treated rats.TNF-α level in the serum increased markedly in 15 and 45mg/kg PM10 treated rats.No significant change was found in the levels of nitricoxide and Von Willebrand factor in the serum of PM10 treated rats.Conclusion The study showed that PM10 can cause systemic inflammation.However,there is no significant change in the blood indices for endothelial injury.
Key words: air pollution     particulate matter     systemic inflammation     endothelial injury     cardiov ascular system    

研究表明,大气可吸入颗粒物(PM 10)与人群心血管系统的发病率和死亡率有关〔1, 2〕。毒理学研究发现,大气颗粒物可以引起系统炎症,改变血管舒缩状态,削弱血管功能〔3〕,促发动脉粥样硬化〔4〕,从而引发一系列心血管疾病。目前,PM 10对心血管系统影响的机制及生物标志尚不清楚。研究观察PM10一次性气管滴注染毒大鼠后,检测大鼠血液和内皮损伤指标的改变,探讨大气颗粒物所致心血管效应的生物标志。

1 材料与方法 1.1 仪器与试剂

120 A型大容量采样器(配加10 MODEL-m的旋风分级器,日本纪本电子工业株式会社);玻璃纤维滤膜,TP150型超声波清洗机(北京天鹏电子新技术有限公司);SN695型放免测量仪(上海核辐光电仪器有限公司); B io-Rad550型酶联免疫检测仪(美国B io-Rad公司)。超敏C-反应蛋白(hypersens itive C-reactive prote in,hs-CRP)试剂盒 (美国RapidB io公司);白细胞介素(IL-6)、肿瘤坏死因子 (TNF-α)放免试剂盒(中国人民解放军总医院科技开发中心放射免疫研究所);NO试剂盒(南京建成生物工程研究所),血管性假血友病因子(vW F)试剂盒(美国Rapid-B io公司)。

1.2 PM10制备

2006年5-7月,于北京市某交通干道旁用 MODEL-120 A型大容量采样器采集PM10采样点周围人口密集,附近无工矿企业,采样高度为12 m。采集PM10于玻璃纤维滤膜上,将吸附PM 10的玻璃纤维滤膜剪成2 cm × 3 cm大小浸入超纯水中,低温超声振荡20 m in,过滤洗脱液,收集PM10溶液,真空冷冻干燥后-20℃保存。空白膜的提取方法同上。临用前以生理盐水制成实验所需浓度的PM10悬液,超声振荡 10 m in,使混匀。

1.3 实验动物分组及染毒

32只健康雄性SPF级W istar大鼠(北京维通利华动物技术有限公司)。合格证号:SCXK (京)2008-0003,动物房证书号:SYXK (京)2007-0008。在 SPF级饲养室内喂养。饲养室温度为18~22(,湿度为 45%~55%,昼夜节律设计为12 h昼夜交替。实验时大鼠为 14周龄,体重380~470 g。将大鼠随机分为4组,即PM10即 0,5,15和45 m g/kg剂量组。PM10采用气管滴注法一次染毒,滴注体积为3 mL/kg。

1.4 取血及血液指标的测定

动物染毒24 h后,股动脉取血,取2 mL全血进行血细胞分类计数,剩余全血1 000 g离心 10 m in。取上清液,采用放射免疫法测定炎性因子白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α),EL ISA法测定超敏 C-反应蛋白(hs-CRP)、血管性假血友病因子(vW f)的含量,硝酸还原酶法测定血清NO含量,按试剂盒步骤操作。

1.5 统计分析

采用Exce l2003和SPSS 11.5统计软件进行分析,采用单因素方差分析(ANOVA)进行检验,组间两两比较采用最小显著差法(LSD)。检验水准α=0.05。

2 结 果 2.1 动物一般状况

染毒24 h后,各组大鼠的饮水、进食、皮肤和被毛未见异常。高剂量染毒组大鼠出现活动减少,呼吸徐缓。

2.2 血细胞计数(表 1)

与对照组比较,各染毒组大鼠血液中白细胞总数均增高,与0剂量组比较差异有统计学意义(P < 0.05),并存在剂量依赖关系。淋巴细胞百分比随染毒剂量的增高而降低,中性粒细胞百分比相反。15和45 m g/kg剂量组血小板数量较对照组明显升高(P < 0.05)。

表 1 PM10染毒大鼠血细胞计数结果( n= 8, ± s )
2.3 血清中IL-6、TNF-α及hs-CRP水平(表 2)

染毒后大鼠血清中IL-6水平增高(P < 0.05),存在剂量依赖关系;血清中TNF-α水平有不同程度的增高,15和45 m g/kg剂量组与0剂量组比较差异有统计学意义(P < 0.05);染毒组血清 hs-CRP含量均高于0剂量组(P < 0.05),并存在剂量依赖关系。

表 2 PM10染毒大鼠血清中L-6、TNF-α及 hs-CRP水平( n= 8, ± s )
2.4 血清中NO、vWF的含量(表 3)

与0剂量组比较,各染毒组大鼠血清中NO和vWF含量无明显变化。

表 3 PM10染毒大鼠血清中NO和vWF含量变化( n= 8, ± s )
3 讨 论

研究发现,大气颗粒物可以造成呼吸系统炎症反应〔5〕,引起系统炎症,削弱血管功能〔3〕。本次研究中,PM10引起 W istar大鼠中性粒细胞百分比增加为主要表现的系统炎症反应。有研究发现,颗粒物急性染毒后可以造成血中性粒细胞百分比的增高,与本研究结果一致〔6〕。IL-6、TNF-α是典型的前炎症因子,参与调节炎症反应。本实验染毒组大鼠血清中 IL-6、TNF-α水平均升高,与本实验室PM2.5气管滴注染毒结果一致〔7〕。TNF-α可作用于广泛的微血管系统,诱发血管内皮细胞的表型改变,激活血管内皮细胞〔8〕。造成血管状态改变。hs-CRP是炎症反应标志物和心血管疾病预测分子〔9〕,肝细胞分泌CRP主要受IL-6水平的调节〔8〕,CRP的升高与炎症反应密切相关。本实验结果显示,各染毒组hs-CRP水平均较 0剂量组明显增高,PM10气管滴注引起大鼠全身炎症反应,炎性因子的释放刺激肝细胞分泌CRP。而由于CRP释放所引起的急性期反应可能会进一步对心血管系统等肺外系统产生影响。

本实验表明,PM10急性染毒未导致血清NO、vWF含量的改变,Tam aqawa E等〔3〕研究发现,PM10暴露后血清NO水平与0剂量比较无明显变化。有人群研究显示,PM10急性暴露后可造成内皮细胞活化,血清vWF含量增加〔10〕。

本研究结果表明,PM10急性暴露可以造成大鼠全身炎症反应,内皮损伤指标无明显改变,炎症反应可能是颗粒物对心血管系统影响的机制之一,炎症相关指标有可能成为颗粒物把致心血管效应的生物标志。

参考文献
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