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不同地区颗粒物毒性的比较实验研究

作 者: 赵学彬
导 师: 杨磊
学 校: 华中科技大学
专 业: 劳动卫生与环境卫生学
关键词: 灰霾天气 大气颗粒物 血管内皮细胞 氧化应激损伤 PM2.5 动物实验 炎症反应
分类号: R114
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


近年来,随着珠江三角洲地区经济社会的快速发展,空气污染亦日益严重,由此引发了一种灾害性气候,称为大气灰霾现象,并且有逐年增加的趋势。目前,灰霾天气的研究多关注此类天气形成的原因,而灰霾天气对人群健康的研究少见报道。灰霾天气主要表现在空气质量和能见度降低,而能见度又与空气颗粒物浓度有关。大气颗粒物是一种复杂的混合物,其化学成分取决于不同地区尤其工业和地理环境。不同地区来源颗粒物的毒性,尤其系统地比较研究,国外有一些报道,国内还比较少。因此,本文采集该地区4个城市大气的PM2.5颗粒物,通过体内和体外实验比较不同地区颗粒物的毒性,并探讨颗粒物毒作用的可能机制。第一部分不同地区颗粒物对人血管内皮细胞毒性的体外实验研究目的:比较不同城市颗粒物对血管内皮细胞的毒性,并探讨其作用机制。方法:采集广州、东莞、深圳和肇庆4个城市的大气颗粒物PM2.5。试验细胞为人脐静脉内皮细胞。将颗粒物分别以10、50、100、200、300μg/ml剂量染尘,作用于细胞24h,测定细胞NO释放量、SOD活性、LDH漏出量及细胞存活率(MTT)。以肇庆作为对照,观察PM2.5对各指标的影响。经剂量与指标回归分析,试图以斜率评价颗粒物的相对毒性。结果:各城市颗粒物致细胞NO释放量和LDH漏出量随剂量增加而升高,SOD活性和细胞存活率随剂量升高而降低(P均<0.05),呈明确的剂量-效应关系。在地区间,广州和深圳PM致NO释放量在高剂量时明显高于肇庆(P <0.05)。广州、东莞和深圳PM致SOD活性降低的程度在各剂量组均比肇庆更严重(P<0.05)。深圳PM致LDH释放量明显高于肇庆,广州、东莞在高剂量时高于肇庆地区(P<0.05)。广州、深圳颗粒物致细胞死亡率高于肇庆(P<0.05)。回归表明,广州PM在致LDH漏出和细胞死亡毒性为最高,深圳PM在NO释放和SOD活性降低毒性最高,而肇庆PM在NO、SOD、LDH的细胞毒性处最低水平。NO释放量、LDH漏出量与MTT呈负相关,SOD活性与MTT为正相关(P均<0.01)。结论:广州、东莞、深圳地区的大气颗粒物对血管内皮细胞的毒性作用大于对照地区,似乎与灰霾天气有关。不同城市颗粒物的细胞毒性表现不一。NO、SOD、LDH与细胞死亡有密切关系,氧化应激损伤可能是其作用机制。第二部分不同地区颗粒物毒性的动物实验研究目的:采用动物实验比较不同地区颗粒物的毒性作用,并从氧化应激和炎症损伤两方面探讨颗粒物的毒作用机制。方法:采集广州、东莞、深圳和肇庆4个城市的大气颗粒物PM2.5作为受试物。实验动物为雄性SD大鼠,分为3个剂量组,另设对照组,每组7只动物。采取一次性气管滴注的方式,分别以10 mg/kg、3 mg/kg和1mg/kg 3个剂量染尘动物,对照组气管滴注等量生理盐水。根据染尘后作用的时间长短,分为染尘后48h和28d两组。实验期间观察动物的一般状况,每周称重一次。分别于染尘后48h、28d处死动物,取心脏、肺脏、肝脏、肾脏和脾脏称重,分别计算脏器系数。收集支气管肺泡灌洗液和血清。检测灌洗液中TP、LDH、SOD和炎性因子(IL-6、TNF-a),以及血清中TP、LDH、SOD、IL-6和CRP。以肇庆颗粒物作为对照,观察PM2.5对各指标的影响。经剂量与指标回归分析,试图以斜率评价颗粒物的相对毒性。结果:东莞颗粒物致动物体重增长缓慢,与对照组和其它地区相比,差异均有统计学意义(p<0.05)。各脏器系数随剂量的升高而增加,其中肺脏器系数与对照相比差异有统计学意义(p<0.05)。广州PM2.5致脾脏器系数增加在高剂量时大于对照组(p<0.05)。颗粒物导致肺泡灌洗液中TP、LDH、IL-6和TNF-a水平随染尘剂量的增加而增加,SOD活力随剂量的增加而降低,与对照组相比差异有统计学意义(p<0.05)。血清中LDH、IL-6和CRP水平随剂量的升高而增加,与对照组相比差异有统计学意义(p<0.05)。在时间效应上,染尘后48h颗粒物致肺泡灌洗液和血清中各种生化指标均高于染尘后28d,差异有统计学意义(p<0.05)。地区间比较上,广州颗粒物在致肺泡灌洗液血清中SOD活力降低、血清中IL-6、CRP水平升高方面毒性最强;东莞颗粒物致肺泡灌洗液中IL-6释放量上毒性最强;深圳颗粒物在致肺泡灌洗液中TNF-a释放量上毒性最强;肇庆颗粒物在各个生化指标上毒作用处于最低水平。结论:基本上,广州、东莞、深圳地区的大气颗粒物的毒性作用大于对照地区,可能与灰霾天气有关。染尘后48h各项观察指标的变化均明显大于28d组。氧化应激损伤和炎性反应可能是其毒作用机制。

全文目录


摘要  6-9
Abstract  9-13
第一部分 不同地区颗粒物对人血管内皮细胞毒性作用的体外实验研究  13-22
  材料与方法  13-15
  结果  15-18
  讨论  18-20
  参考文献  20-22
第二部分 不同地区颗粒物毒作用的动物实验研究  22-53
  材料和方法  22-30
  结果  30-44
  讨论  44-49
  参考文献  49-53
综述  53-67
  参考文献  60-67
致谢  67

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中图分类: > 医药、卫生 > 预防医学、卫生学 > 卫生基础科学 > 卫生毒理
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