杨梅,曹乾, *,宁俊康,任雪丹,王民生
(1.东南大学公共卫生学院,江苏南京210009;2.江苏省疾病预防控制中心,江苏南京210009)
硒(selenium,Se)是一种人体必需微量元素,是过氧化物系统内谷胱甘肽过氧化物酶发挥酶活性所需的必要元素[1]。相关动物实验证明,Se可以保护肝细胞免受细胞毒性损伤,具有抗氧化作用,提高实验动物的免疫能力[2-6]。
邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(di-2-ethylhexyl phthalate,DEHP)是邻苯二甲酸酯类(phthalates acid esters,PAEs)化合物的重要成员[7-8]。由于其实用性和成本效益,DEHP常被工业上用作增塑剂和改性剂于塑料(聚氯乙烯)生产中,还是一些驱虫剂、化妆品、食品包装袋、医疗用品和玩具的生产原料,被认为是广泛的环境持久性有机污染物[2,9-11]。DEHP可以通过呼吸道、消化道、皮肤接触或医疗过程进入机体,对人体具有潜在损害。有研究证明,其毒性作用主要表现为生殖毒性、免疫毒性、遗传毒性、神经毒性、肝肾毒性等[11-12]。
本研究通过对SD大鼠进行不同剂量DEHP染毒,同时在不同剂量染毒下 给 予1mg/kg硒干预保护,测定各组SD大鼠血细胞参数,以研究硒干预对DEHP暴露SD大鼠血细胞的影响。
酵母硒(有机硒含量≥99% ,江苏省协同医药生物工程有限责任公司提供);DEHP(纯度≥99.5%,美国Sigma公司)。ADVIA2120i型全自动五分类血细胞分析仪(德国Siemens公司)。
选择健康清洁级雄性SPF级SD大鼠77只,体质量70~90g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司,动物生产许可证号SCXK(京)2012-0001,质量合格证编号11400700158173;饲养于屏障动物实验室,实验动物环境使用许可证号SYXK(苏)2017-0031。动物实验室温度控制在20~26℃,湿度为40%~70%,单笼饲养。适应性饲养3d后,将受试SD大鼠按体质量随机分为7组,即对照组、3个DEHP染毒组(分别为300、600和900mg/kg)、3个Se干预组(在3个DEHP染毒组饲料中分别添加1mg/kg酵母硒),每组11只。DEHP和酵母硒均按相应比例均匀拌入基础饲料中,制成颗粒饲料,将饲料以平均每日动物体质量10%的摄食量按组别给予大鼠,连续饲喂染毒90d。染毒期间,大鼠可自由饮水、摄食。
试验期间观察并记录大鼠的一般情况,如日常行为表现、中毒体征(精神亢奋、被毛蓬松、局部脱毛现象)和死亡情况等;染毒干预90d时,大鼠空腹16h后称取最终体质量,采股静脉血。
对SD大鼠采血,用滴加EDTA抗凝剂的1.5mL EP管取SD大鼠全血1.0mL,全自动血细胞分析仪进行血细胞参数分析。检测红细胞数(red blood cell,RBC)、血红蛋白含量(hemoglobin,HGB)、红细胞压积(hematocrit,HCT)、平均红细胞体积(mean corpuscular volume,MCV)、平均血红蛋白量(mean corpuscular hemoglobin,MCH)、平均细胞血红蛋白浓度(mean cellular hemoglobin concentration,MCHC)、红细胞体积分布宽度(red blood cell distribution width,RDW)、血红蛋白含量分布宽度(hemoglobin content distribution width,HDW);白细胞数(white blood cell,WBC)、中性粒细胞比例(neutrophil ratio,NEUT)、淋巴细胞比例(lymphocyteratio, LYM)、 单 核 细 胞 (monocytes,MONO)、嗜酸性粒细胞(eosinophil,EOS)、嗜碱性粒细胞 (basophilic granulocyte, BASO); 血 小 板 总 数(platelet,PLT)、平均血小板体积(mean platelet volume,MPV)、血小板分布宽度(platelet distribution width,PDW)、血小板压积(plateletcrit,PCT)等指标。
采用SPSS18.0进行统计学分析,多组间均数比较经方差齐性检验后采用单因素方差分析,各实验组与对照组用Dunnett’s法比较,所有结果用±s表示,以α=0.05为检验水准。
与对照组比较,600和900mg/kg DEHP染毒组SD大鼠体质量显著下降(P<0.05或 P<0.01),且随着剂量的增加,体质量差异越明显。此 2组动物均表现出精神亢奋、被毛蓬松、局部脱毛(头颈部、四肢及腹部)等中毒体征。将实验过程中出现上述阳性症状的大鼠视为中毒,结果显示不同剂量DEHP染毒SD大鼠中毒体征差异具有统计学意义(P<0.05)。试验期间无大鼠死亡。与相同DEHP剂量染毒组相比,1mg/kg Se+各剂量DEHP干预组大鼠体质量均明显增加,差异均有统计学意义(P均<0.05),且1mg/kg Se+300和600mg/kg DEHP干预组大鼠体质量与对照组相当(P均>0.05)。与相同剂量DEHP染毒组比较,1mg/kg Se+300和600 mg/kg DEHP干预组大鼠中毒体征差异有统计学意义(P均<0.05)。提示硒干预改善了300和600mg/kg DEHP染毒组大鼠的中毒症状。见表1。
表 1 硒干预对不同剂量DEHP 染 毒 S D大鼠体质量和中毒体征的影响(±s, n =11)
表 1 硒干预对不同剂量DEHP 染 毒 S D大鼠体质量和中毒体征的影响(±s, n =11)
与对照组相比,*P<0.05,**P<0.01;与相同剂量DEHP染毒组相比,#P < 0.05,## P<0.01.
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见表2。结果显示,600和900mg/kg DEHP染毒情况下,大鼠白细胞总数显著下降,单核细胞比例显著升高,与对照组相比差异均具有统计学意义(P均<0.05)。1mg/kg Se+600mg/kg DEHP干预组与600mg/kg DEHP染毒组相比较,白细胞总数增加而单核细胞比例下降,差异均具有统计学意义(P均<0.05),而与对照组相比差异均无统计学意义(P均>0.05)。
表2 硒干预对不同剂量DEHP 染 毒 S D 大 鼠白细胞参数的影响(±s, n =11)
表2 硒干预对不同剂量DEHP 染 毒 S D 大 鼠白细胞参数的影响(±s, n =11)
与对照组相比,*P<0.05,**P<0.01;与相同剂量DEHP组相比,# P <0.05,## P<0.01.
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见表3。结果显示,300、600、900mg/kg DEHP染毒大鼠平均血红蛋白量、血红蛋白含量分布宽度水平均显著升高,差异均具有统计学意义(P均<0.05)。600和900 mg/kg D EHP染毒组大鼠红细胞总数和红细胞压积水平显著下降,差异均具有统计学意义(P均<0.05)。1mg/kg Se+300mg/kg DEHP干预组大鼠红细胞压积与对照组和DEHP染毒 组 相比,差异均有统计学意义(P<0.01)。
见表4。在DEHP染毒与Se干预期间,未发现大鼠各组血小板参数出现明显差异。
大鼠经不同剂量DEHP染毒后造成了不同程度体质量的下降和中毒体征,体质量的下降和中毒大鼠的比例具有剂量依赖性,DEHP剂量越高,体质量下降越明显,中毒大鼠的比例越高。进行硒干预后,300和600mg/kg剂量组大鼠体质量和中毒体征比同剂量单独DEHP染毒组有明显改善,与对照组间差异无统计学意义,可见硒干预对低中剂量DEHP染毒大鼠具有积极的保护作用[1,6]。
白细胞是机体内的免疫细胞,具有防御和免疫的能力,参与对细菌、病毒等异物入侵时的免疫过程,白细胞各项指标的变化是机体免疫力变化的标志[13-14]。不同剂量DEHP染毒对大鼠NEUT、LYM、LUC、EOS、BASO指标未见显著影响,在600和900 mg/kg DEHP染毒情况下,大鼠WBC显著下降,MONO显著升高,与对照组相比差异具有统计学意义(P<0.05),说明中高剂量DEHP暴露可能影响大鼠机体的免疫功能,破坏白细胞产生细胞毒性[15]。进行硒干预后,Se+600mg/kg DEHP干预组大鼠WBC和MONO水平与对照组相比差异无统计学意义,而Se+900mg/kg DEHP干预组大鼠的WBC和MONO水平与对照组相比仍然存在显著差异,可见 1mg/kg Se在高剂量染毒下干预并不能对白细胞起到保护作用,这可能是在高浓度DEHP暴露下,机体自由基产生增加,影响机体的抗氧化酶系及氧化损伤,该结果与相关研究报道结果一致[11,13]。傅晗等[14]2015年研究硒在大鼠肝脏氧化损伤中作用研究中表明,Se元素作为人体必需的微量元素具有抗氧化作用,一定剂量情况下能够保护细胞免受染毒暴露侵害,与本研究硒的作用结果一致。本研究结果显示一旦DEHP剂量过高,造成的氧化损伤过强,此时Se干预并不能再对白细胞起到保护作用[1]。
表3 硒的干预对不同剂量DEHP 染 毒SD 大 鼠红细胞相关指标的影响(±s,n=11)
表3 硒的干预对不同剂量DEHP 染 毒SD 大 鼠红细胞相关指标的影响(±s,n=11)
度;RDW:红细胞体积分布宽度;HDW:血红蛋白含量分布宽度.与对照组相比,*P<0.05,**P<0.01;与相同剂量DEHP组相比, #P <0.05,##P<0.01.
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表4 硒的干预对不同剂量DEHP 染 毒 S D大鼠血小板相关指标的影响(x±s,n=11)
红细胞是血红铁蛋白的重要载体,负责供给机体组织和细胞所需的氧气,对机体的正常运行具有重要作用[12]。大鼠DEHP不同剂量染毒后红细胞参数检测结果显示HGB、MCV、MCHC、HDW与对照组相比差异不显著,各剂量DEHP染毒SD大鼠MCH、HDW水平显著升高(P<0.05)。600和900mg/kg DEHP染毒剂量组SD大鼠RBC和HCT水平显著下降(P<0.05)。RBC和HCT主要用来判断有无贫血及贫血的程度,结果表明中高剂量DEHP染毒情况下机体产生贫血状态,携带所需的氧气能力也显著下降[15-16]。进行硒干预后结果与DEHP染毒组未见显著差异,说明硒在红细胞受损伤的情况下并不能起到积极的保护作用[1,7,14,17]。赵春风等[12]2014年对血细胞氧化应激研究中亦证明DEHP染毒对红细胞造成损伤。血小板的功能主要是促进止血和加速凝血,以及维护毛细血管壁完整性,在本实验中,不同剂量的DEHP染毒组大鼠血小板相关指标未见显著差异。说明DEHP对大鼠的凝血止血功能无显著影响。
综上所述,300~900mg/kg DEHP染毒会对大鼠体质量、中毒体征以及相关血细胞参数产生一定的影响,硒干预在300~600mg/kg DEHP染毒条件下对大鼠体质量、中毒体征、血细胞参数产生积极的保护作用。
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