高频稳态噪声对雌性大鼠多脏器组织的病理影响

张彦红, 薛来俊, 晓开提·依不拉音, 王　婷

(1新疆克拉玛依市克拉玛依区昆仑路社区卫生服务中心， 新疆　克拉玛依　834000； 2广东省清远市职业病防治院， 广东　清远　511500；

新疆医科大学3公共卫生学院， 4图书馆， 乌鲁木齐　830011)



高频稳态噪声对雌性大鼠多脏器组织的病理影响

张彦红1, 薛来俊2, 晓开提·依不拉音3, 王婷4

(1新疆克拉玛依市克拉玛依区昆仑路社区卫生服务中心， 新疆克拉玛依834000；2广东省清远市职业病防治院， 广东清远511500；

新疆医科大学3公共卫生学院，4图书馆， 乌鲁木齐830011)

摘要:目的观察高频稳态噪声对雌性大鼠脑、心脏、肝脏以及脾脏组织的病理影响。方法将20只SD雌性大鼠随机分为噪声暴露组与对照组，每组10只，噪声暴露组大鼠持续暴露高频稳态噪声2 w，取两组大鼠的脑、心脏、肝脏及脾脏组织进行病理组织切片并镜下观察各脏器组织有无病理改变。结果噪声暴露组高频噪声暴露值明显高于对照组，两组比较差异有统计学意义(P<0.01)。持续暴露高频稳态噪声2 w后，和对照组相比，噪声暴露组光镜下脑组织结构疏松紊乱、充血、水肿，血管扩张，神经胶质细胞增生，区域伴轻度异型(核深染，核型不规则)；未见变性和坏死。肝脏组织中央静脉、肝窦、小叶间静脉扩张淤血，肝小叶结构破坏，较多炎症细胞浸润，淋巴小结形成。脾脏结构尚存，有淤血，脾窦高度扩张淤血，白髓淋巴组织增生活跃；心脏心肌间质血管扩张淤血，心肌细胞轻度变性、充血，未见出血及心肌细胞坏死。结论高频稳态噪声能引起雌性大鼠脑、心脏、肝脏及脾脏组织不同程度的病理损伤。

关键词：高频稳态噪声； 组织病理； 雌性大鼠

在现代城市社会中，噪声的环境危害被人们所公认。噪声除引起听觉系统的损害外，对非听觉系统的影响已引起人们的关注，高频噪声可引起神经系统、免疫系统及心血管系统的紊乱。噪声给人带来烦恼和压力而产生氧化应激，土耳其Ersoy等[1]的研究表明持续噪声暴露通过氧化应激影响大脑组织。流行病学及动物实验研究结果认为长期噪声暴露能显著增高血压[2-3]。Pascuan等[4]的动物实验结果表明长期噪声暴露诱导小鼠皮质甾酮和儿茶酚胺水平下降，严重影响易感个体的免疫反应。此外，大量的研究认为噪声能增加细胞外基质胶原蛋白Ⅰ和III的水平，干扰心肌的自由基代谢，加剧脂质过氧化，并诱发心肌细胞超微结构的改变，进而对心肌造成损害[5-7]。本研究旨在观察高频稳态噪声对雌性大鼠多脏器组织的病理影响。

1材料与方法

1.1动物分组与处理选择新疆医科大学实验动物中心SD雌性大鼠20只[提供编号：SCXK(新)2011-0001)]，平均体质量200 g，在新疆医学动物模型研究实验室(通过国际AAALAC认证)饲养，随机分为对照组与噪声暴露组，每组各10只。噪声暴露组适应性饲养1 w后给予96~99 dB(A)噪声2 w，每天3 h;对照组不实施噪声暴露干预，停止噪声暴露1 w后处死。非噪声暴露时期动物自由进食饮水，动物室温度控制在24~25℃。动物实验项目通过新疆医科大学医学伦理委员会答辩准入许可，实验人员经过体检、培训并考核合格(201200026)。

1.2仪器与设备电测听仪：Madsen-MM622 听力计(2008年产，丹麦，由新疆维吾尔自治区计量局计量认证并校正有效期内),录音笔[奥林巴斯(Olympus)LS11，2011年产，上海],录音机(三洋 MCD-XW329，2011，深圳),扬声器(型号:HYS70A-8，2012，广东),声压计(HS6288B型噪声频谱分析仪，量制浙字04010004号四三八零厂嘉兴分厂JJG188-2002，2011年6月校准)。

1.3模拟噪声暴露运用电测听仪发声，连续录制30 min，噪声主频率为4 000 Hz，声级为95 dB的连续稳态噪声为实验暴露因素，录音笔录制。将噪声暴露组动物置于暴露舱(长1.0 m，宽1.0 m，高0.55 m，分为2格，每格内放置5只大鼠。录音机、扬声器置于暴露舱上面，距离大鼠0.4 m，扬声器与暴露舱接触面有直径3 cm的20个圆孔便于噪声传播，最上层封闭，录音机播放噪声，扬声器放大，暴露时用声压计进行连续监测。暴露噪声频率为4 000 Hz，平均声强为(96±1.67)dB(A)，控制动物暴露范围内声扬不均匀度在5 dB以内，每天持续暴露噪声3 h。另外相同规格非暴露噪声舱放置对照组大鼠3 h，以排除混杂因素的干扰。

1.4组织病理实验结束大鼠麻醉后，立即取各组大鼠脑、心脏、肝脏及脾脏组织，10%甲醛固定，标号，石蜡包埋，切片，行苏丹染色，将染色切片于光镜下评估各脏器组织有无病理改变。

2结果

2.1噪声暴露量比较在模拟噪声干预时，以8 h等效连续A声级表示(LAeq.8h)，噪声暴露组高频噪声暴露值平均为(96±1.67)dB(A)，明显高于对照组同时期高频噪声的平均值(56±1.21)dB(A)，两组比较差异有统计学意义(P<0.01)。

2.2各脏器组织病理结果对照组大鼠脑皮质结构可见神经元致密，排列紧凑，核小体清晰，单核细胞少见。肝脏组织结构正常，肝细胞索围绕中央静脉呈放射状排列。肝细胞未见浊肿、水样变性及脂肪变；未见点状及片状坏死。脾脏被膜完整，鞘区、边缘区、生发中心和红白髓交界均未见异常。中央动脉呈圆形，无萎缩或增生。心脏心肌纤维无肿胀，横纵纹清晰，血管无扩张及淤血。和对照组相比，噪声暴露组光镜下脑组织结构疏松紊乱、充血、水肿，血管扩张，神经胶质细胞增生，区域伴轻度异型(核深染，核型不规则)；未见变性和坏死。肝脏组织中央静脉、肝窦、小叶间静脉扩张淤血，肝小叶结构破坏，较多炎症细胞浸润，淋巴小结形成。脾脏结构尚存，有淤血，脾窦高度扩张淤血，白髓淋巴组织增生活跃；心脏心肌间质血管扩张淤血，心肌细胞轻度变性、充血，未见出血及心肌细胞坏死(图1～8)。

图1对照组大鼠脑组织(10×40)

图2噪声暴露组大鼠脑组织(10×40)

图3对照组大鼠肝脏组织(10×40)

图4噪声暴露组大鼠肝脏组织(10×40)

图5对照组大鼠脾脏组织(10×40)

图6噪声暴露组大鼠脾脏组织(10×40)

图7对照组大鼠心脏组织(10×40)

图8噪声暴露组大鼠心脏组织(10×40)

3讨论

本实验结果说明，高频稳态噪声可引起雌性大鼠大脑、肝脏、脾脏、心脏组织不同程度的病理损伤。给予噪声后脑组织表现为结构疏松、水肿等病理改变，可能的机制[8]为噪声应激因素激活了大脑中的3个系统，包括边缘系统中的杏仁核/海马复合体系统和多巴胺系统，接触噪声也可使多巴胺的释放增加，使贮存在脾脏中的血小板进入血循环，增加了血液黏滞度，此外机体小血管被噪声应激刺激而痉挛，引起组织血流不畅、灌流不足、缺血和坏死。李维波等[9]在噪声对小鼠神经元形态参数的影响研究显示，实验组与对照组比较，在性成熟期细胞体密度、细胞核体密度、核仁体密度、胞核比表面有明显差异，指出从幼年期至性成熟期，噪声对小鼠的影响较大，其衰老速率加快；到老年期，几乎没有明显的影响。可能是小鼠已逐步适应了噪声环境，使耳鼓膜对噪声有着保护性的抑制作用所致。

Oliveira等[10]分析大鼠暴露噪声引起肝脏病理改变可能的机制：噪声使大鼠机体处于应激状态，体内的氧自由基含量和丙二醛高于正常状态，而丙二醛是机体氧自由基与生物膜多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化的产物，噪声的暴露使氧自由基的水平及脂质过氧化程度增高。另外，赵朔虹等[11]的研究显示，噪声刺激动物体的听觉系统后，由于神经传导作用，激活了机体内的某些降解酶系，或者抑制了合成酶系，这种变化可能产生损害蛋白质生物合成的作用，从而发生病理改变，损伤肝脏组织的正常功能；脾脏病理变化与噪声致免疫抑制有关，脾脏是重要的免疫器官，其免疫抑制的机制为噪声作为一种应激原可激活下丘脑—垂体—肾上腺轴(HPA)系统，引起神经内分泌激素的紊乱，而引起机体免疫功能的改变；心脏病理变化的机制可能与镁缺乏时引起心肌结构改变相关[12]。Pellegrini等[13]的研究认为大鼠持续暴露于噪声环境3个月后，透射电镜观察心肌结构，心肌细胞线粒体排列紊乱，进而线粒体膜破裂、肌纤维肌丝断裂；线粒体的破坏导致心肌能量供应障碍，另外肌丝断裂导致心脏的收缩、舒张功能受到严重影响，发生室性心律失常。余晓俊等[14]的研究报道一定剂量的噪声暴露可引起豚鼠心功能紊乱，心肌的形态结构发生病理性改变。

综上，高频稳态噪声可引起雌性大鼠脑、肝脏、脾脏、心脏组织不同程度的病理损伤，其机制有待进一步探讨。

参考文献：

[1]Ersoy A, Koc ER, Sahin S, et al. Possible effects of rosuvastatin on noise-induced oxidative stress in rat brain[J]. Noise Health,2014,16(68):18-25.

[2]张维森,周浩,肖吕武,等. 噪声作业工人听力损伤与血压和高血压的相关性研究[J].中华劳动卫生职业病杂志,2012,30(7) :517-520.

[3]薛来俊,张大军,晓开提·依不拉音,等.高频稳态噪声对雌性大鼠体重和血压的影响[J].中华劳动卫生职业病杂志,2013,31(6) :448-449.

[4]Pascuan CG, Uran SL, Gonzalez-Murano MR, et al. Immune alterations induced by chronic noise exposure: comparison with restraint stress in BALB/c and C57Bl/6 mice[J].J Immuno Toxicol,2014,11(1):78-83.

[5]Antunes E, Borrecho G, Oliveira P,et al. Effects of low-frequency noise on cardiac collagen and cardiomyocyte ultrastructure: an immunohistochemical and electron microscopy study[J]. Int J Clin Exp Pathol,2013,6(11):2333-2341.

[6]Antunes E, Oliveira P, Borrecho G, et al. Myocardial fibrosis in rats exposed to low-frequency noise[J]. Acta Cardiol,2013,68(3):241-245.

[7]白云峰,刘赟,翁恩琪.二硫化碳及其与噪声联合作用对大鼠心肌组织的损害[J].中华劳动卫生职业病杂志,2001,19(2) :95-97.JP

[8]Branco NA, Alves-Pereira M. Vibroacoustic disease[J]. Noise Health,2004,6:3-20.

[9]李维波,钱纬.噪声对小鼠神经元形态参数的影响[J].中国医学物理学杂志,1994,11(2)：14-16.

[10]Oliveira MJ, Freitas D, Carvalho AP, et al. Exposure to industrial wideband noise increases connective tissue in the rat liver[J]. Noise Health,2012,14 (60):227-229.

[11]赵朔虹,熊俊.职业性噪声对机体体液免疫功能的影响[J].中国职业医学, 2009,36(4):340-341.

[12]Kolte D,Vijayaraghavan K,Khera S, et al. Role of magnesium in cardiovascular diseases[J]. Cardiol Rev，2014,22(4):182-192.

[13]Pellegrini A,Soldani P,Gesi M,et al.The action of diazepam on noise-induced alterations in rat atrial tissue: an ultrastructural study[J].J Submicrosc Cytol Pathol，1996 ,28(4):507-512.

[14]余晓俊,吴铭权,崔博,等.白噪声暴露致豚鼠心脏功能损伤作用[J].中国公共卫生,2009,25(12) :1481-1483.

(本文编辑王艳)

Effects of high frequency noise on female ratmulti-organ histology

ZHANG Yanhong1, XUE Laijun2, Xiaokaiti Yibulayin3, WANG Ting4

(1CommunityHealthServiceCenterofKunlunRoadinKaramayDistrict,Karamay

834000,China；2OccupationalDiseasePreventionandTreatmentInstituteofQingyuanCity,

Qingyuan511500，China；3SchoolofPublicHealth,4Library，

XinjiangMedicalUniversity，Urumqi830011，China)

Abstract：ObjectiveTo investigate the pathological damage of high-frequency stable noise exposure on the brain, heart, liver, and spleen of female rats. Methods20 female SD rats were randomly divided into experimental and control groups with 10 rats in each group. Rats in the experimental group were exposed to continuous high-frequency stable noise for two weeks (three hours/day), and then the pathological damages in rat’s brain, heart, liver and spleen were compared to those of the control group. ResultsAfter two weeks’ continuous exposure to high-frequency stable noise, compared with control group, the most prominent histopathologic changes in the brain tissue structures of the experimental group included loose disorder, hyperemia, edema, blood vessels expand, glial cell hyperplasia, mild atypia in some areas (hyperchromatic nuclei, irregular karyotype), and no degeneration and necrosis. There were dilatation and congestion of central vein, hepatic sinus and interlobular veins of liver tissue. The structure of hepatic lobule was destroyed by inflammatory cell infiltration, as well as lymphoid nodule formation. There was hyperemia in spleen, but the structure was clear. There was extravasated blood, and the splenic sinuses were highly expanded by blood clot. Hyperplasias of the lymphoid of white pulp were also active. There was dilation and congestion in myocardial interstitial vascular, and there was mild degeneration and hyperemia in myocardial cells. No hemorrhage and myocardial necrosis were observed. ConclusionHigh-frequency stable noise can cause pathological damage in brain, liver, spleen and heart tissues of female rat at a various degree.

Keywords:high-frequency stable noise; histopathologic; female rats

[收稿日期：2015-05-18]

doi:10.3969/j.issn.1009-5551.2016.02.018

中图分类号：R135

文献标识码：A

文章编号：1009-5551(2016)02-0200-04

作者简介：张彦红(1970-)，女，本科，副主任医师，研究方向：全科医学。通信作者：薛来俊，男，主任医师，研究方向：职业健康监护，E-mail：xza06@163.com。

基金项目：新疆维吾尔自治区克拉玛依市科技基金项目(SK2011-46)