秋梨膏對納米二氧化硅染毒大鼠血液生化指標(biāo)影響的試驗

陸敏，孫湖泊，黃沛力，王長文，李妍

(1．吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，吉林吉林132013;2．北京體育大學(xué)附屬醫(yī)院，北京海淀100084; 3．首都醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，北京朝陽100069;4．吉林醫(yī)藥學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，吉林吉林132013)

秋梨膏對納米二氧化硅染毒大鼠血液生化指標(biāo)影響的試驗

陸敏1，孫湖泊2，黃沛力3，王長文1，李妍4

(1．吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，吉林吉林132013;2．北京體育大學(xué)附屬醫(yī)院，北京海淀100084; 3．首都醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，北京朝陽100069;4．吉林醫(yī)藥學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，吉林吉林132013)

本試驗旨在研究秋梨膏對納米二氧化硅染毒大鼠血液生化指標(biāo)的影響。氣管滴注法模擬人群空氣吸入納米二氧化硅構(gòu)建大鼠染毒模型，進(jìn)行血常規(guī)及血液生化指標(biāo)檢測。結(jié)果顯示，秋梨膏對納米二氧化硅染毒大鼠血液的白細(xì)胞及血小板升高具有明顯的抑制作用(P＜0．05)，并可明顯降低納米二氧化硅引起的血液谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、尿素氮、肌酐和白蛋白增高(P＜0．05)，而各組氧化損傷指標(biāo)和羥脯氨酸含量變化沒有統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0．05)。結(jié)果表明，秋梨膏可以減輕納米二氧化硅染毒大鼠血液的生化毒性。

霧霾;超細(xì)顆粒物;秋梨膏;納米二氧化硅;血液毒性

秋梨膏為我國傳統(tǒng)保健品，其色澤如乳玉，是通過精選的秋梨為主要原料，并加入其他潤肺、生津、止咳的藥物，比如蘿卜、麥冬、生地、葛根、貝母、蜂蜜等藥食同源的原材料經(jīng)過精心熬制而制作的膏劑，具有養(yǎng)陰、潤肺、止咳、化痰等功能。臨床上常將其用于治療因為熱燥傷津所導(dǎo)致的大便干燥、氣悶、肺熱煩渴、咳吐白痰、勞傷肺陰、久咳咯血等呼吸道疾病。納米二氧化硅是超細(xì)顆粒物(UFP)中主要的無機(jī)成分，占10%～40%，在礦物塵中可占到60%，也是目前產(chǎn)量最大的工程化納米材料，排放到環(huán)境中可增加人群暴露的健康風(fēng)險。目前國內(nèi)外缺乏秋梨膏對納米二氧化硅染毒大鼠的血液生化指標(biāo)影響的系統(tǒng)研究。因此本試驗對于進(jìn)一步闡明霧霾天氣的毒性作用及進(jìn)一步開發(fā)秋梨膏的保健作用具有重要的意義。

1 材料與方法

1．1 試驗動物與試劑Wistar雄性大鼠，體重(200±20)g，購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司;所有動物試驗均經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)動物倫理委員會批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號:2011－x－072);納米二氧化硅(50 nm)，購自阿拉丁生物有限公司;羥脯氨酸(HYP)試劑盒、超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH－Px)試劑盒、丙二醛(MDA)試劑盒，均由南京建成生物工程研究所提供;其他試劑，均為國產(chǎn)分析純。

1．2 儀器設(shè)備JEM－1011型透射電鏡，由日本JEOL公司提供;超聲波儀，美國Sonics公司產(chǎn)品; JA1203電子天平，購自上海精科有限公司;低溫高速離心機(jī)，德國Eppendorf公司產(chǎn)品;酶標(biāo)儀，美國Thermo公司生產(chǎn);光學(xué)顯微鏡，由日本Olympus公司提供;全自動梯度脫水機(jī)，德國Leica公司生產(chǎn)。

1．3 動物試驗本次試驗的染毒濃度為10 mg/ Kg體重，約為WHO空氣質(zhì)量準(zhǔn)則中PM 2．5日平均濃度的500倍［5］。隨機(jī)將大鼠分為3組，每組8只，包括1個試驗組(氣管滴注納米二氧化硅，灌胃秋梨膏)、1個陽性對照組(氣管滴注納米二氧化硅，灌胃生理鹽水)和1個陰性對照組(氣管滴注生理鹽水，灌胃生理鹽水)。采用非暴露式的氣管滴注染毒，每只大鼠按0．2 mL滴注體積進(jìn)行染毒，考慮到麻醉和滴注時對大鼠的損傷作用，采取隔日染毒，共進(jìn)行15次。非染毒日進(jìn)行大鼠灌胃秋梨膏(15 g× 0．015=0．225 mL)，處死前動物禁食過夜。在最后一次運(yùn)動24 h后麻醉大鼠并立即處死，迅速取出肝臟、腎臟，用生理鹽水沖洗后擦干，稱取濕重，一部分用10%甲醛固定，剩余的置于－80℃冰箱備用。

1．4 血常規(guī)測定給藥并灌胃15次后，20 μL全血(NihonKohden MEK－6318K血液分析儀，日本)檢查血液中紅細(xì)胞(RBC)、白細(xì)胞(WBC)、血紅蛋白(HGB)及血小板(PLT)含量的變化。

1．5 血生化分析血液經(jīng)3 000 r/min離心15 min，提取血清檢測生化指標(biāo)(日立7200－202全自動生化分析儀，日本):總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿酸(UA)、肌酐(CR)、尿素氮(BUN)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、乳酸脫氫酶(LDH)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)。

1．6 血清氧化損傷檢測取血清按試劑盒說明書具體步驟進(jìn)行丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽過氧化物酶(GSH－Px)檢測。

1．7 羥脯氨酸含量檢測按試劑盒說明書具體步驟進(jìn)行操作檢測。

1．8 統(tǒng)計學(xué)分析應(yīng)用SPSS17．0軟件建立數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行統(tǒng)計分析，計量資料以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩獨立樣本均數(shù)比較用獨立樣本t檢驗，多組均數(shù)比較應(yīng)用單因素方差分析(One way ANOVA)。P＜0．05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，P＜0．01表示差異具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2．1 納米二氧化硅的表征利用透射電鏡對納米二氧化硅顆粒的形貌進(jìn)行了初步觀察。透射電鏡結(jié)果顯示，納米二氧化硅顆粒在高純水中均呈橢球形，顆粒大小均勻一致(圖1)。使用ImagePro－Plus軟件計算納米二氧化硅的平均粒徑為50．43±3．40 nm (圖2)，大小分布均勻，分散性較好。

圖1 納米二氧化硅透射電鏡掃描圖

圖2 納米二氧化硅的粒徑分布

2．2 血常規(guī)的改變在各項血常規(guī)指標(biāo)中，陽性組大鼠的WBC、PLT與陰性對照組相比呈現(xiàn)升高趨勢(P＜0．05)，RBC呈現(xiàn)下降趨勢(P＜0．05)。秋梨膏組與陰性組大鼠的WBC、RBC、HGB及PLT均無明顯差異，但是秋梨膏組與陽性組大鼠的RBC和PLT相比呈現(xiàn)下降趨勢(P＜0．05)(表1)。

2．3 血生化指標(biāo)的改變在各項血生化指標(biāo)中，陽性組大鼠谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、尿素氮、肌酐、膽固醇、白蛋白和總蛋白與陰性組大鼠相比呈現(xiàn)升高趨勢(P＜0．05)。秋梨膏組大鼠與陰性組大鼠差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義，但是與陽性組大鼠谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、尿素氮、肌酐和白蛋白呈現(xiàn)下降趨勢(P＜0．05)(表2)。

表1 秋梨膏對染毒大鼠血常規(guī)指標(biāo)的影響(Mean±SD，n=8)

表2 秋梨膏對染毒大鼠血生化指標(biāo)的影響(Mean±SD，n=8)

2．4 血清氧化損傷指標(biāo)檢測如圖3所示，陰性對照組、陽性對照組及納米二氧化硅染毒組大鼠血清中MDA含量、SOD活性、GSH－Px活性均無明顯改變(P＞0．05)。

圖3 大鼠血清氧化損傷檢測

2．5 羥脯氨酸含量檢測羥脯氨酸的含量反映了組織膠原的含量，是判斷早期纖維化特異性強(qiáng)、相關(guān)性好的重要指標(biāo)，本研究對大鼠血清羥脯氨酸含量進(jìn)行了檢測，如圖4所示，各組大鼠血清中羥脯氨酸含量均無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0．05)。

圖4 大鼠羥脯氨酸含量檢測

3 討論

世界衛(wèi)生組織公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，全球每年約有130萬人死于空氣污染，主要歸因于顆粒物污染，且顆粒物粒徑越小，危害越大。65%顆粒物分布在污染較為嚴(yán)重的亞洲國家。大氣顆粒污染不僅影響呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)的功能，并有致突變和致畸作用，而顆粒中的超細(xì)顆粒則是主要的危害物。超細(xì)顆粒物(UFP)是大氣顆粒物中粒徑最小的一類，如果按質(zhì)量算只占PM2．5的5%，按照顆粒數(shù)計算則超過76%，成為PM2．5的主要組成部分。

Duan等用支氣管滴注方式對大鼠進(jìn)行納米二氧化硅染毒，發(fā)現(xiàn)納米顆粒可透過氣血屏障進(jìn)入血液循環(huán)，引起內(nèi)皮細(xì)胞NO/NOS比例失衡，從而導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能紊亂，并進(jìn)而引起血管內(nèi)皮細(xì)胞早期損傷［3］。血液中的白蛋白又稱為清蛋白，由肝細(xì)胞合成，因而白蛋白在血液中的變化能夠直接反應(yīng)肝臟是否受損。通過檢測肝功指標(biāo)，我們發(fā)現(xiàn)，納米二氧化硅可引起大鼠血液中白蛋白含量異常增高，而秋梨膏可有效減輕納米二氧化硅導(dǎo)致的白蛋白增高。ALT主要存在于肝細(xì)胞中，當(dāng)肝細(xì)胞受損時，細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變，可使原本存在于細(xì)胞內(nèi)的酶釋放出去，并進(jìn)入血循環(huán)，引起血液中的ALT活性異常增高。我們的試驗結(jié)果證實，秋梨膏能夠顯著抑制納米二氧化硅引起的ALT的活性增高。上述試驗結(jié)果均提示秋梨膏對納米二氧化硅的肝毒性具有明確的抑制作用。

藺新麗等用納米二氧化硅支氣管滴注的方式對大鼠染毒，發(fā)現(xiàn)納米二氧化硅顆粒可透過氣血屏障進(jìn)入血液循環(huán)，并引起血清尿素氮和肌酐水平升高［4］。尿素氮和血肌酐是反映腎功能的兩個重要指標(biāo)，二者數(shù)值增高常見于腎臟損傷、腎功能不全或腎衰竭等情況。在本試驗中，秋梨膏灌胃能夠有效緩解納米二氧化硅引起的大鼠尿素氮和血肌酐的異常增高，提示秋梨膏能減緩納米二氧化硅對大鼠的腎損傷。

綜上所述，秋梨膏能夠明顯改善納米二氧化硅引起的大鼠血液生化指標(biāo)及血常規(guī)的異常變化，其具體機(jī)制還需進(jìn)一步的深入研究。

［1］陳亮．秋季養(yǎng)生佳品秋梨膏［N］．消費日報，2009－09－29B07．

［2］Du Z，Zhao D，Li J，et al．Cardiovascular Toxicity of Different Sizes Amorphous Silica Nanoparticles in Rats After Intratracheal Instillation［J］．Cardiovascular Toxicology，2013，13(3):194-207．

［3］Duan J，Yu Y，Li Y，et al．Toxic effect of silica nanoparticles on endothelial cells through DNA damage response via Chk1－dependent G2/M checkpoint［J］．Plos One，2013，8(4):e62087．

［4］藺新麗．納米二氧化硅顆粒肺毒性及其相關(guān)機(jī)制研究［D］．長春:吉林大學(xué)，2011．

Effect of Autumn Pear Grease on Blood Biochemical Indexes ofNano Dioxide Silicon Exposed Rats

LU Min1，SUN Hu-bo2，HUANG Pei-li3，WANG Chang-wen1，LI Yan4
(1．Jilin Medical University，Jilin 132013，China;2．Beijing Sport University，Beijing 100084，China;3．Capital Medical University School of Public Health，Beijing 100069，China;4．Jilin Medical University，Jilin 132013，China)

To study effect of autumn pear grease on blood biochemicalindexes of nano dioxide silicon exposedrats，tracheal instillation nano silica infected rats model was constructed in modeling crowd air suction．We detected the toxic effects of blood index．Autumn pear grease obviously inhibited the white blood cells and platelets in the blood of rats exposed to nano silica(P＜0．05)，and it also reduced the level of blood alanine aminotransferase，aspartate aminotransferase，urea nitrogen，creatinine and albumin promoted by the nano silica(P＜0．05)．There had no statistically change about the oxidative damage index and the content of hydroxyproline (P＞0．05)．Autumn pear grease can reduce the hematotoxicity caused by nano silicon．

Haze;Ultrafine particle;Autumn pear grease;Nano SiO2;Hematotoxicity

s:WANG Chang－wen;LI Yan

R122．2

A

0529-6005(2017)01-0090-03

2016－07－27

陸敏(1993－)，女，本科，主要從事營養(yǎng)學(xué)研究，E－mail:15044204856@163．com

王長文，E－mail:wchw1966@163．com;李妍，E－mail: Liyan511700@163．com