本文關(guān)鍵詞：城市道路周邊大氣細(xì)顆粒物對(duì)大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性的初步研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目的大氣顆粒物中的可入肺顆粒物PMl(空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑1μM,PM1)占PM2.5顆粒物數(shù)量的絕大部分,是形成灰霾天氣的重要成分。PM1是由重金屬、多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)組成的混合物,具有粒徑小、質(zhì)量輕、數(shù)量多等特點(diǎn),極易吸收進(jìn)入血液,與人群健康關(guān)系密切。本研究采集城市道路周邊大氣細(xì)顆粒物PMl對(duì)大鼠進(jìn)行呼吸道染毒,觀察PM1對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)的潛在毒性,并初步探討其對(duì)CNS的毒作用機(jī)制,旨在為城市空氣污染對(duì)相關(guān)暴露人群CNS影響的研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)及理論參考。方法1.PM1樣品采集本研究采用芬蘭Dekati公司生產(chǎn)的DLPI-撞擊式多級(jí)顆粒物采樣器在城市主要交通干道旁lm處(采樣口距離地面高度為1.5m)采集大氣細(xì)顆粒物。采樣濾膜選用Whatman公司生產(chǎn)的聚碳酸酯濾膜,采樣流量為30L/min。每24h更換一次濾膜,雨雪天停止采樣。采樣時(shí)間為2013年11月16日至2014年5月12日。2.PM1染毒SPF級(jí)健康雄性大鼠50只,隨機(jī)分為5組,每組10只,分別為：空白對(duì)照組、生理鹽水組和低(1.5mg/kg)、中(7.5mg/kg)、高(37.5mg/kg)劑量大氣細(xì)顆粒物(PM1)染毒組。大鼠經(jīng)乙醚麻醉后,按2.5ml/(kg · bw)經(jīng)氣管滴注PM1顆粒物懸浮液進(jìn)行染毒,隔天染毒1次,共染毒3次,末次染毒7天后實(shí)驗(yàn)結(jié)束。3.一般狀態(tài)觀察每日觀察各組大鼠的一般狀況,定期稱重并記錄,并于實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)定全腦、皮層及海馬臟器系數(shù)。4.PM1染毒對(duì)大鼠CNS毒性效應(yīng)觀察4.1各組動(dòng)物在末次染毒7天后,利用Morris水迷宮測(cè)定大鼠的學(xué)習(xí)記憶功能,記錄大鼠的逃避潛伏期、總路程、平均穿越次數(shù)等指標(biāo)。4.2水迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,每組隨機(jī)選擇2只大鼠取腦,做常規(guī)病理切片,經(jīng)蘇木素-伊紅染色后,對(duì)各組大鼠腦皮層和海馬組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。4.3采用ELISA法測(cè)定海馬組織中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素(NE)、多巴胺(DA)和5-羥色胺(5-HT)的變化。5.PM1染毒對(duì)大鼠CNS毒作用機(jī)制探討5.1實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)將各組大鼠斷頭取血,低溫離心取血清,并迅速解剖取新鮮的腦皮層部分用于制備組織勻漿,利用試劑盒測(cè)定血清及腦皮層中T-SOD活力、GSH-Px活力、總抗氧化能力(T-AOC)、GSH和MDA含量。5.2取大鼠部分腦皮層組織,采用ELISA方法測(cè)定IL-1β、IL-6、TNF-α的含量；并運(yùn)用免疫組化染色觀察核因子κB (NF-κB)表達(dá)的變化。5.3采用TUNEL法觀察大鼠腦皮層和海馬組織神經(jīng)細(xì)胞凋亡情況。結(jié)果1.PM1染毒對(duì)大鼠體重及全腦、海馬、皮層臟器系數(shù)的影響1.1各組大鼠染毒后一般狀況未見(jiàn)明顯異常。實(shí)驗(yàn)期間對(duì)照組體重持續(xù)增長(zhǎng),各染毒組體重出現(xiàn)波動(dòng),生理鹽水組及低、中劑量染毒組在染毒后第5或第7天體重顯著低于對(duì)照組(P0.05),其它各組動(dòng)物體重與對(duì)照組及生理鹽水組比較無(wú)顯著性差異(P0.05)。1.2中、高劑量組全腦臟器系數(shù)與對(duì)照組比較顯著降低(P0.05),高劑量組全腦臟器系數(shù)與生理鹽水組比較顯著下降(P0.05),各組皮層及海馬臟器系數(shù)與對(duì)照組及生理鹽水組比較均無(wú)顯著變化(P0.05)。2.PM1染毒對(duì)大鼠CNS的毒性效應(yīng)2.1定位航行實(shí)驗(yàn)中,中、高劑量染毒組在正式實(shí)驗(yàn)第3、4天表現(xiàn)出逃避潛伏期較對(duì)照組及生理鹽水組延長(zhǎng)(P0.05)；中、高劑量染毒組在第3、4天的總路程均顯著高于對(duì)照組及生理鹽水組(P0.05)；其余各天各組逃避潛伏期和總路程均無(wú)顯著變化(P0.05)。空間探索實(shí)驗(yàn)中,各染毒組穿越目標(biāo)次數(shù)與對(duì)照組比較均較低(P0.05),高劑量組穿越次數(shù)與生理鹽水組比較也顯著降低(P0.05)；中、高劑量染毒組其周邊活動(dòng)路程均顯著低于對(duì)照組及生理鹽水組(P0.05)；其余各組平均穿越次數(shù)、周邊活動(dòng)路程及周邊活動(dòng)時(shí)間均無(wú)顯著變化(P0.05)。2.2病理切片可見(jiàn),對(duì)照組及生理鹽水組各部分組織、細(xì)胞未見(jiàn)明顯異常,表現(xiàn)為各腦區(qū)著色均勻,組織結(jié)構(gòu)清晰致密,神經(jīng)細(xì)胞多呈橢圓形、錐體形及不規(guī)則形,細(xì)胞核藍(lán)染,輪廓較清楚。各染毒組大鼠腦皮層和海馬神經(jīng)元出現(xiàn)不同程度的病理改變,可見(jiàn)細(xì)胞排列紊亂、神經(jīng)元數(shù)量減少、核固縮、染色質(zhì)溶解等現(xiàn)象。且隨著染毒劑量增高,異常組織形態(tài)出現(xiàn)愈多,病理改變愈嚴(yán)重,中、高劑量組神經(jīng)細(xì)胞出現(xiàn)水腫、空泡狀改變,海馬組織還可見(jiàn)液化性壞死。2.3大鼠海馬單胺類神經(jīng)遞質(zhì)測(cè)定結(jié)果顯示,高劑量組5-HT、DA含量均顯著低于對(duì)照及生理鹽水組(P0.05)；低、中、高各染毒組NE含量均顯著高于對(duì)照組(P0.05),中、高劑量組NE含量與生理鹽水組比較也顯著升高(P0.05),其余指標(biāo)各組與對(duì)照組及生理鹽水組比較均無(wú)顯著變化(P0.05)。3.PM1染毒對(duì)大鼠CNS毒作用機(jī)制的探討3.1血清氧化應(yīng)激指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果顯示,各染毒組血清MDA含量與對(duì)照組比較顯著升高(P0.05),高劑量組與生理鹽水組比較也出現(xiàn)顯著升高(P0.05)：低、中、高劑量組血清T-AOC均顯著低于對(duì)照組及生理鹽水組(P0.05)；GSH中劑量組顯著低于生理鹽水組(P0.05),高劑量組顯著低于對(duì)照及生理鹽水組(P0.05)；高劑量組血清GSH-Px含量與對(duì)照組及生理鹽水組比較顯著降低(P0.05)；其余各組各指標(biāo)與對(duì)照組和生理鹽水組比較均無(wú)顯著變化(P0.05)。皮層組織氧化應(yīng)激指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果顯示,與空白對(duì)照組比較,高劑量組T-SOD活力下降(P0.05),各染毒組MDA含量均升高(P0.05),中、高劑量組T-AOC均顯著降低(P0.05),其余各組各指標(biāo)差異無(wú)顯著性(P0.05)；與生理鹽水組比較,中、高劑量組T-SOD活力均下降(P0.05), MDA含量均升高(P0.05),T-AOC均降低(P0.05),其余各指標(biāo)均無(wú)顯著變化(P0.05)。3.2大鼠腦皮層炎性細(xì)胞因子測(cè)定結(jié)果顯示,中、高劑量組TNF-a的含量與對(duì)照組及生理鹽水組比較均顯著升高(P0.05),低劑量組TNF-a的含量與對(duì)照組比較也顯著升高(P0.05)；高劑量組IL-1β含量與對(duì)照組及生理鹽水組比較顯著升高(P0.05)；其余各組各指標(biāo)均無(wú)顯著變化(P0.05)。免疫組化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,中、高劑量組腦皮層和海馬組織中NF-κB的表達(dá)與對(duì)照組和生理鹽水組比較顯著升高(P0.05)。3.3 TUNEL結(jié)果顯示,與對(duì)照組及生理鹽水組比較,中、高劑量組皮層和海馬TUNEL陽(yáng)性細(xì)胞率均顯著升高(P0.05)。結(jié)論1.本研究條件下經(jīng)呼吸道進(jìn)行的PM1染毒可使大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力下降,影響CNS功能。2.本實(shí)驗(yàn)劑量下PM1染毒可引起大鼠腦皮層和海馬組織出現(xiàn)病理性損傷。3.PMl染毒可引起大鼠海馬組織內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)NE、DA、5-HT含量發(fā)生變化。4.PM1染毒可引起大鼠血清和腦皮層組織內(nèi)氧化應(yīng)激水平升高。5.PM1染毒可引起大鼠腦皮層細(xì)胞內(nèi)炎性細(xì)胞因子TNF-a、IL-1β含量發(fā)生變化,也可導(dǎo)致NF-κB表達(dá)的變化。6.PM1染毒可引起大鼠腦皮層和海馬組織中神經(jīng)細(xì)胞凋亡增加。綜上所述,本研究中PM1染毒可引起大鼠CNS出現(xiàn)功能性及病理性改變,腦內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量出現(xiàn)明顯變化,導(dǎo)致這些損傷性改變的機(jī)制可能與腦內(nèi)過(guò)氧化反應(yīng)增強(qiáng)、炎性相關(guān)因子介導(dǎo)及釋放,以及神經(jīng)細(xì)胞凋亡增加有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：大氣細(xì)顆粒物 PM_1 PM_(2.5) Morris水迷宮 氧化應(yīng)激 NF-κB 凋亡 神經(jīng)毒性 單胺類神經(jīng)遞質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X513;R114
【目錄】：

• 中文摘要6-10
• 英文摘要10-16
• 符號(hào)說(shuō)明16-17
• 前言17-21
• 材料與方法21-36
• 實(shí)驗(yàn)結(jié)果36-49
• 討論49-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-64
• 致謝64-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文65-66
• 附件66

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