林业科学  2004, Vol. 40 Issue (3): 198-202   PDF    
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赵荣军, 李坚, 刘一星.
Zhao Rongjun, Li Jian, Liu Yixing.
木质居室环境对哺乳动物一些生理指标的影响
Effect of Living Environment of Wood Material on Mammal Physiology Index
林业科学, 2004, 40(3): 198-202.
Scientia Silvae Sinicae, 2004, 40(3): 198-202.

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收稿日期:2002-05-17

作者相关文章

赵荣军
李坚
刘一星

木质居室环境对哺乳动物一些生理指标的影响
赵荣军1, 李坚2, 刘一星2     
1. 中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 100091;
2. 东北林业大学材料科学与工程学院 哈尔滨 150040
关键词: 木质材料    哺乳动物    生理指标    
Effect of Living Environment of Wood Material on Mammal Physiology Index
Zhao Rongjun1, Li Jian2, Liu Yixing2     
1. Research Institute of Wood Industry, CAF Beijing 100091;
2. Material Science and Engineering college, NFU Harbin 150040
Abstract: The effect of different kinds of wood and wood material on mammal growth and physiology index as interior material was discussed. The results showed that: The number of erythrocyte of the female mice in wood house is more than that in aluminum and concrete ones; The estradiol contents of the female mice in wood house is higher than that in concrete house, it indicated that wood house had a accelerated effect on mice reproduction; Contents of the growth hormone of the female mice is the highest in concrete house and the lowest in plywood house, and middle in house with Pinus koraiensis and Betula platyphylla timber; Growth hormone of male mice is not difference among these house; The phagocytizing indexes of the mice in different house is various and it is higher in wood house than that in aluminum and concrete ones. Therefore wood and wood material house had a adjusting effect on mammal growth and physiology index.
Key words: Wood material    Mammal    Physiology index    

用木材与木质材料组成的内装环境不但对居室的温度、湿度有调节作用,而且对动物体的生长、发育有一定的影响,这就是木材独有的环境学调节特性。近年来,中国台湾、日本和国内等学者相继开展了这方面的研究工作。王松永等(1997)Wang Songyong等(1994a; 1994b)对木质内装材料的房屋与无内装材料的混凝土房屋内温度、湿度的变化研究认为:有木质内装材料房屋内的温度夏季较低,而春、秋、冬季较高,且湿度适宜,具有冬暖夏凉之功效。信田聪(1998)认为木造住宅与人体的心理、生理特性、舒适性等健康指标有密切关系。则元京等(1990)采用不同尺寸的木质材料、聚乙烯贴面及钢材所组成的密闭箱进行箱内温湿度的测定,结果表明箱内温度和相对湿度成对数线性相关,木质材料的调湿效果优于其它材料。木质材料的调湿效果与室内木材量(地板、家具、天花板等)多少有关。若室内木材量较少时(虽然干燥的木材有一定的吸湿与解吸性),则其调湿效果不会很好,所以室内适宜的木材拥有量是木质材料调湿性能评价的重要参数。曹金珍等(2000)以不同木材与其它内装材料为基本内装材料,对室内环境温湿度的调节特性开展了系列研究。赵荣军等(2000;2002)就不同种类木材、木质材料与木材抽提物对哺乳动物生长的影响开展了一些研究工作。本论文在以上研究的基础上,就木质材料对哺乳动物的生长与生理特性方面的影响进行了较为深入的研究。

1 材料写方法 1.1 材料

选取8种材料制作饲养箱,如表 1所示,其中针叶材两种,阔叶材两种,人造板为杨木三合板和中密度纤维板。每种材料制作10个饲养箱,饲养箱的内径尺寸为32 cm×18 cm×16 cm。

表 1 箱体材料 Tab.1 Materials of the boxes
1.2 试验动物

本研究试验动物选用昆明种小鼠(Mus muscuJus albula),饲料是小鼠专用颗粒饲料,所有动物和饲料皆由中国农业科学院哈尔滨兽医研究所提供。

1.3 方法

生长组中雌鼠、雄鼠分别饲养,2个重复,每一种材料共饲养小鼠20只;1999年3月初开始,1999年11月底结束。每天定时称取并添加饲料,每隔3 d更换饮水、垫料、称量体重,定时进行小鼠行为学特性观察。为了比较不同木质材料居室环境对小鼠生长过程中繁殖、发育、免疫等基本生理特性的变化,特选取血细胞、雌激素、单核吞噬细胞、T淋巴细胞和生长激素5项生理指标。

小鼠血细胞使用血细胞分析仪检测法进行红、白细胞的记数并分类记数;小鼠雌激素定量测定是采用酶联免疫分析法,实验用试剂盒由天津静海拓普生物医学产品商贸中心提供,小鼠雌二醇的含量可以从标准曲线方程x=(2.554 6-y)/0.515 9求得;小鼠单核吞噬细胞功能测定采用碳粒廓清法;小鼠T淋巴细胞采用生物素-亲和素标记法检测。统计分析方法使用SPSS软件。

2 结果与分析 2.1 血细胞

血液是机体内环境的重要组成部分,它在全身血管系统内迅速流动,对整个机体的生命活动起着重要作用。红细胞是血液中数量最多的一种,其正常数量可因动物种类、品种、性别、年龄、饲养管理条件以及环境条件等而有所变动(丛玉隆等,1997)。白细胞为无色有核的血细胞,它比红细胞体积大,数量则远比红细胞为少,对机体有一定的防御和保护作用。血小板是体积很小的圆盘状、椭圆状或杆状的细胞,它的机能主要表现在促进止血和加速血液凝固两个方面(赵桂芝,1998)。

本试验测试了不同箱体中雌鼠、雄鼠的常规血细胞指标,结果见表 23。白桦箱体雌鼠白细胞数最多7.8×109个·L-1,红松箱雌鼠白细胞数较多6.3×109个·L-1,混凝土箱雌鼠白细胞数最少3.5×109个·L-1;所有木质饲养箱雌鼠红细胞数均多于铝皮和混凝土箱,胶合板箱体雌鼠的红细胞数也较高8.22×1012个·L-1,纤维板箱较少7.46×1012个·L-1;木质箱雌鼠(红松箱除外)血液中血红蛋白含量皆高于铝皮和混凝土箱,胶合板箱最多125 g·L-1,纤维板箱最少99 g·L-1;多数木质箱雌鼠的血小板数高于铝皮和混凝土箱。

表 2 雌鼠血细胞统计结果 Tab.2 Statistical results of the blood corpuscles of the female mice
表 3 雄鼠血细胞统计结果 Tab.3 Statistical results of the blood corpuscles of the male mice

雄鼠白细胞总数纤维板箱最高11.2×109个·L-1,白桦箱次之10.7×109个·L-1,胶合板箱8.6×109个·L-1,其它箱差异不大;红细胞总数冷杉箱小鼠最多8.43×1012·L-1,人造板箱较多8.34×1012个·L-1、8.37×1012个·L-1,混凝土箱8.11×1012个·L-1;雄鼠血液中血红蛋白含量冷杉箱最多124 g·L-1,胶合板箱较多120 g·L-1,白桦箱最少99 g·L-1;冷杉箱雄鼠红细胞比积,平均红细胞体积最大;水曲柳箱雄鼠平均红细胞血红蛋白含量最高15.7pg;红松箱雄鼠平均红细胞血红蛋白浓度最高31.3 g·L-1;血小板总数水曲柳和白桦箱雄鼠最多,高于900×109个·L-1

从以上结果可知,多数木质箱雌鼠的白细胞和红细胞总数较高,但所有血细胞数量在不同箱体之间无显著差异。小鼠血细胞的遗传稳定性高,不会因短期居住环境条件的改变而产生非常明显的差别。

2.2 雌激素

甾体激素分子结构是以环五烷多氢菲为核心,如肾上腺分泌的糖皮质激素、盐皮质激素和性腺分泌的性激素等。雌激素属于甾体激素,也称类固醇激素(缪明,1992),类固醇激素是激素中的一个重要组成部分,其对促进卵泡生长发育及成熟、提高排卵率和产子率都有积极意义(陶勇,1999)。大量实验证明,用类固醇激素免疫可以不同程度地影响动物体内激素水平的变化。

雌激素主要的作用是促进和维持雌性动物生殖器官和副性征的发育,此外,还有重要的代谢作用。天然雌激素是含有18个碳原子的甾体化合物。动物体内自然存在的雌激素有3种:雌二醇(estradiol, E2)、雌酮(estrone, E1)与雌三醇(estriol, E3)。其中以雌二醇的分泌量最大,活性最强。

图 1表示不同箱体小鼠雌二醇含量,从图中可以明显看出:红松箱小鼠雌二醇含量最高26.6 pg·mL-1,白桦箱较高25.6 pg·mL-1,铝皮箱次之24.3 pg·mL-1,混凝土箱最低21.3 pg·mL-1,纤维板与胶合板箱体中小鼠雌二醇含量约24 pg·mL-1,所有实体木质箱中小鼠的雌二醇含量皆高于混凝土箱,表明木质居室环境对小鼠体内的雌激素有良性调节作用。

图 1 小鼠雌二醇含量比较 Fig. 1 Comparison of the estradiol contents of the female mice
2.3 小鼠单核吞噬细胞功能测定

测定巨噬细胞吞噬功能是了解机体免疫功能的试验。巨噬细胞在摄取和传递抗原,活化B细胞、诱导细胞性免疫和调节免疫应答反应中起重要作用(田恩江等,1989)。

单核吞噬细胞是很活跃的细胞。在体外,它们贴在各种不同的基质上并用其伪足的伸展慢慢移动,其膜的持续移动可形成胞软空泡。超微结构分析表明,单核吞噬细胞中有中等量的内质网、发育良好的高尔基体、线粒体和许多小泡。当受刺激时巨噬细胞发生一系列超微结构改变,包括高尔基体的进一步发育和胞浆内颗粒增加。这种巨噬细胞称为激活的巨噬细胞(阿塔西等,1988)。

本研究为了探讨不同箱体小鼠血液中细胞的免疫力,采用小鼠碳粒廓清法测定其吞噬指数。因动物的肝、脾重量不等,故吞噬指数K值也不相同,一般以校正的吞噬指数α表示了每单位组织重量的吞噬活性。实验结果见表 4,从表中可知,红松箱雌鼠的校正吞噬指数最高7.307,平均值亦最高6.640;冷杉箱雌鼠的吞噬指数仅次于红松箱6.648,雄鼠的吞噬指数最高6.338;胶合板箱小鼠的吞噬指数高于纤维板箱;铝皮箱小鼠的吞噬指数高于混凝土箱;所有木质箱体中小鼠的吞噬指数皆大于铝皮和混凝土箱。结果表明,不同箱体小鼠的校正吞噬指数有所不同,木质箱小鼠的吞噬指数大于铝皮和混凝土箱,说明木质居室环境可以提高小鼠体内的吞噬指数,增加其免疫力。

表 4 小鼠吞噬指数比较 Tab.4 Comparison of the phagocytizing indexes of the mice
2.4 T淋巴细胞

淋巴细胞组成了一组不均一的小单核细胞系,存在于血液、淋巴组织,少量地存在于机体的所有组织中。它们具有移动性,作为它们应有的原始功能,是为机体监视异己的物质(阿塔西等,1988)。T细胞首先由淋巴干细胞分化为前T细胞,前T细胞在胸腺内分化成熟为T细胞。成熟的T细胞经血流定居于外周免疫器官的一定部位后,仍可经淋巴和血流在全身再循环,以捕捉抗原,发挥免疫调节和细胞免疫功能。T淋巴细胞是一个不均一的群体,根据发育阶段和免疫功能不同,可区分为若干亚群(subset)。人外周血成熟T细胞(CD3+)主要有以下两个亚群(张绍伦等,1993):1)CD4+T细胞,过去认为这些细胞是具有辅助功能(TH)的亚群;但最近有些研究证明这类细胞中可能区分为辅助TD细胞诱导慢性炎症的(TH1)和辅助B细胞产生抗体的(TH2)两个亚群。2)CD8+T细胞,认为这些细胞是具有抑制(Ts)或细胞毒(Tc)功能的亚群。有人报告CD8+细胞可用单克隆抗体再区分为具有抑制功能和细胞毒功能的两个亚群,但还未被公认。

本研究使用生物素标记法测定生长组中小鼠T淋巴细胞亚群的分类情况,结果见表 5

表 5 T淋巴细胞亚群分类结果 Tab.5 The classified results of T sub-group lymphocytes

表 5可知,白桦箱小鼠的T细胞总数最多44%,冷杉箱小鼠较多40%,水曲柳箱最少29%,其它箱差异不大;小鼠辅助细胞在红松箱最多40%,铝皮箱最少28%,混凝土箱较少32%;铝皮箱和混凝土箱小鼠的抑制细胞较多,大于40%,白桦箱少30%。结果表明,不同箱体小鼠T淋巴细胞亚群的分类有差别,但差异不是非常明显。

2.5 生长激素

生长激素(GH)为单链多肽的蛋白质激素,由191个氨基酸组成,分子上有两个二硫键,分子量约24 ku,生长激素约占垂体总重量的5%~10%。

生长激素的作用如下(缪明,1992):通过生长素介质间接刺激软骨生长,在幼年时期促进长骨生长,是众多促生长因素中最关键的因素之一;可能通过生长素介质间接刺激生殖系统、消化系统、造血功能和肌肉生长;能直接影响糖、脂肪和蛋白质等物质代谢。

本文生长激素的测定结果见图 23。混凝土箱雌鼠的生长激素含量略高于其它箱3.77 ng·mL-1,胶合板箱最低2.20 ng·mL-1,纤维板箱较低,白桦与红松箱居中;雄鼠的生长激素在几个箱体中差异不大。结果显示,不同居住环境对小鼠生长激素影响作用不大。

图 2 雌鼠生长激素含量 Fig. 2 Contents of the growth hormone of the female mice
图 3 雄鼠生长激素含量 Fig. 3 Contents of the growth hormone of the male mice
3 结论与讨论

木质箱体中小鼠的雌激素和吞噬指数高于混凝土箱体,表明木质居室环境对小鼠生长过程中雌激素、吞噬指数有一定的促进和良性调节作用,进而可以促进小鼠在发育过程生殖器官的发育,提高小鼠的繁殖力,同时增加小鼠的免疫力;居住环境对小鼠体内的血细胞数量、T淋巴细胞和生长激素影响不显著。

那么木材的哪些环境学特性对小鼠的这些生理指标产生影响,如何能够更好地发挥不同种类木材、木质材料作为建筑、家具和居室内装材料时对动物体乃至人体健康生存的定向、良性调节作用,希望通过此文,使更多的学者关注木质环境学特性方面的研究,充分发挥木材的这些优良特性,进一步提高人们的居室环境质量与生活质量。

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