烧烤烟雾对大鼠肺组织的影响
关键词: 烟雾;肺;大鼠;毒性
摘 要:目的 研究烧烤食物时的烟雾对大鼠肺的毒性作用. 方法 采用气管注入烧烤烟雾采集物的方法，染毒40h后进行肺灌洗并取灌洗液对其成分进行分析和肺巨噬细胞读数. 结果 肺巨噬细胞的数量随染毒剂量的增加而减少，单纯使用乙醇灌肺组(I组)的巨噬细胞数为(11.6±0.9)%，当染毒剂量为6.0g·L-1 时，Ⅱ组巨噬细胞数为(5.2±0.7)%，与I组相比显著下降(P<0.05);当染毒剂量达到24.0g·L-1 时，Ⅲ组巨噬细胞数下降更为明显(P<0.01)，读数为(2.1±0.9)%.白蛋白(ALB)、乳酸脱氢酶(LDH)、碱性磷酸酶(ALP)在肺中的含量也有明显增高. 结论 烧烤烟雾对大鼠肺组织有明显的损伤作用.
Effects of fume of roast on rats'lung
LIU Li-Bing SHANG Li-Jun QIU Feng WANG Yi
1 Preclinical Experiment Center，Faculty of Preclini-cal Medicine，
2 Team5of Students'Department，Fourth Military Medical University，Xi'an710033，China
Keywords:fume;lung;toxicity;rat
Abstract:AIM To observe the effects of fume of roast on SD rats'lung tissue.METHODS The fume of roast was given to SD rats tracheae to detect and compare their toxic ef-fects on lung tissue.The bronchiac alveolar lavage fluid was analysed40hours after administration.RESULTS In the dose of6.0g·L-1 ，the count of alveolar macrophages de-creased from(11.6±0.9)%(group I)to(5.2±0.7)%(groupⅡ，P<0.05);and to(2.1±0.9)%(groupⅢ，P<0.01)in the dose of24.0g·L-1 .With increase of doses，the contents of ALP(alkaline phosphatase)，LDH(lactic de-hydrogenase)and ALB(albumin)raised correspondingly.CONCLUSION The result suggested that the fume of roast could induce noticeable injury on rats lung.
0 引言
随着人民生活水平的提高，烧烤食物成为一种饮食文化，但烧烤烟雾对人体有何影响，至今还未见报道.有研究[1-10] 表明:燃煤及汽车尾气颗粒物、大气漂尘、火山飞灰等毒物对肺均有损伤作用，且作用类型基本一致.对大鼠肺染毒的实验表明，当染毒浓度达到6.0g·L-1 左右时对大鼠肺功能产生影响，并且随着剂量的升高肺损伤程度加重.我们在以上实验的基础上，研究烧烤烟雾对大鼠的肺机能的影响.
1 材料和方法
1.1 材料 SD雌性大鼠15只，体质量150～250g(第四军医大学实验动物中心提供);无水乙醇，乙醚，戊巴比妥钠，苏木素，伊红，二甲苯，10g·L-1 盐酸乙醇(西安化学试剂厂).采样仪器包括常规用冷凝管、漏斗、烧杯、橡皮管，离心机(磁极80-2，上海手术器材厂)，显微镜(Nichon，日本).
1.2 方法
1.2.1 样品的采集和处理 将漏斗架架于烧烤架上方，烟雾顺着冷凝管进入烧杯中，由此取得样品.用1∶10比例配置的乙醇溶液将其配置制成浓度为6.0g·L-1 和24.0g·L-1 的两种悬浊液[1-4] ，并用紫外线照射4h达到杀菌目的.
1.2.2 染毒 体质量150～250g雌性SD大鼠15只，随机分为Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ3组，每组5只.将大鼠用乙醚麻醉后，Ⅰ组灌以相同浓度的乙醇溶液，Ⅱ组、Ⅲ组分别灌以两种浓度的悬浊液，灌肺量均为每100g体质量0.15mL.染毒40h后将大鼠用戊巴比妥钠麻醉，股动脉放血处死，分离取出肺到气管的完整结构.以生理盐水灌洗肺部10次每次2mL，收集灌洗液进行分析.
1.2.3 观察指标 巨噬细胞(AM)读数:将20mL灌洗液以2000r·min-1 离心5min，并取离心试管最下层2mL液体及沉淀物进行HE染色制成涂片.用显微镜(Nichon，日本)在40×10下观察涂片，每个玻片取10个视野，读取每个视野下巨噬细胞数目和全部细胞数目为此玻片的数据并求百分比.同时测定白蛋白(ALB)、乳酸脱氢酶(LDH)、碱性磷酸酶(ALP)3种指标(全自动临床生化分析仪7150型).
2 结果
2.1 染毒后巨噬细胞数的变化 巨噬细胞百分比随着染毒剂量的增加而呈现一个显著的下降趋势.单纯使用乙醇灌肺组(I组)的巨噬细胞数为(11.6±0.9)%，当染毒剂量为6.0g·L-1 时，Ⅱ组巨噬细胞数为(5.2±0.7)%，与I组相比显著下降(P<0.05);当染毒剂量达到24.0g·L-1 时，Ⅲ组巨噬细胞数下降更为明显(P<0.01)，读数为(2.1±0.9)%.
2.2 染毒前后巨噬细胞形态学的变化 正常对照组细胞数量较多，其中细胞较大，胞核深染，胞质灰染，核质比例小者为肺巨噬细胞.淋巴细胞较小且圆，核质比例大，镜下很少见到胞质.从片中可估计肺巨噬细胞与淋巴细胞比例约为10∶1.低浓度组(Ⅱ组)总的细胞数较少，片中可明确数出的巨噬细胞数为4个，照片上方有2个淋巴细胞，结构完整，肺巨噬细胞与淋巴细胞比例为2∶1.高浓度组(Ⅲ组)中，肺巨噬细胞结构已经不很完整，但胞核还完整，可分辨出大约6个肺巨噬细胞，淋巴细胞很好辩认，大约为8个，比例约为3∶4.
2.3 染毒后肺内各酶的变化 染毒后肺内各酶有明显变化(Tab1).Tab1结果显示ALB，ALP和LDH在染毒后均明显升高，随着染毒浓度的增加，ALP，LDH的升高更为明显，但ALB高低浓度组间的差异不大.
表1 大鼠肺ALB，ALP和LDH值 略
3 讨论
以往研究表明，油烟颗粒物对动物肺损伤以染毒后24～48h变化最为显著[1] ，因此我们采用一次性肺灌注后40h取材检查.从肺灌洗液分析可以看到:灌洗液中白蛋白指标上升提示有肺水肿及出血， 这是由于烧烤烟雾颗粒物对毛细血管有毒性作用，肺泡血管屏障破坏通透性增加，白蛋白从血浆中渗出到肺泡腔形成肺水肿，损伤严重时，红细胞漏出出现肺出血.胞浆酶LDH，ALP指标上升，这说明灌洗液对肺实质细胞有损伤作用，这是因为当细胞膜受损通透性增加时，此酶从细胞内溢出，使肺泡腔内LDH，ALP升高.当急性肺损伤时，肺巨噬细胞破坏死亡，细胞形态消失;灌洗液中巨噬细胞指标下降，这说明灌洗液对肺泡巨噬细胞具有毒性作用.
此外，油烟颗粒物对动物肺损伤有明显的剂量反应关系，LDH，LAB和AM是反映细胞及血管损伤的指标，我们观察到低浓度组上述指标既有变化，高浓度时变化更为明显.
致 谢 感谢组胚教研室黄威权教授在细胞形态学方面的指导.
参考文献:
[1]Yu XX，Peng BC.Comparative studies on toxic effects of auto-mobile exhaust particulates on experimental animal lung tissue [J].Hebei Yike Daxue Xuebao(J Hebei Med Univ)，1997;1:5-8.
[2]He MJ.The effect of smoking and dust on human lung fuction [J].Shuli YiyaoxueZazhi(J Math Med)，1998;11(1):86-87.
[3]Li Y，Yan L.The effect of cigarette smoke on the pulmonary artery pressure and nitric oxide synthase [J].Xinzang Zazhi(Chin Heart J)，2001;13(3):183-184.
[4]Hou GW，Lou JZ，Wang SS.Study on lung fuction after acute exposure to word dust [J].Zhonggou Yike Daxue Xuebao(J China Med Univ)，1998;27(1):34-36.
[5]Liu Y，Lou JZ.Free transfer of prefabricated cartilage flap in rabbits [J].Zhonggou Yike Daxue Xuebao(J China Med Univ)，1998;27(1):31-33.
[6]Li SQ，Xu XX，Qiang WZ，Bai BW.Match study on effects of welding fumes on worker's lung fuction [J].Zhongguo Zhiye Yixue(Chin Fun Med)，1998;25(5):15-16.
[7]Steudel W，Scherrer-Crosbie M，Bloch KD.Sustained pul-monary hypertension and right ventricular hypertrophy after chronic hypoxia in mice with congenital deficiency of nitric oxide synthase [J].J Clin Invest，1998;101:2468-2477.
[8]Giaid A，Saleh D.Reduced expression of endothelial nitric oxide synthase in the lung of patients with pulmonary hypertension [J].N Engl J Med，1995;333:214-219.
[9]Smith JD，Mclean SD，Nakayama DK.Nitric oxide causes apop-tosis in pulmonary vascular smooth muscle cell [J].J Surg Res，1998;79(2):121-127.
[10]Mcquillan LP，Leung GK，Marsden PA.Hypoxia inhibits ex-pression of eNOS via transcriptional and posttranscriptional mechanisms [J].Am J Physiol，1994;267:H1921-H1927.
作者简介: 刘利兵(1957-)，男(汉族)，山西省太原市人.博士，副教授，科主任.Tel.(029)3374764 Email.LiuLibing@fmmu.edu.cn
第四军医大学:1 基础部教学实验中心，
2 学员旅五大队，陕西西安710033
编辑 许昌泰, http://www.100md.com(刘利兵 商立军 邱峰 王毅)
摘 要:目的 研究烧烤食物时的烟雾对大鼠肺的毒性作用. 方法 采用气管注入烧烤烟雾采集物的方法，染毒40h后进行肺灌洗并取灌洗液对其成分进行分析和肺巨噬细胞读数. 结果 肺巨噬细胞的数量随染毒剂量的增加而减少，单纯使用乙醇灌肺组(I组)的巨噬细胞数为(11.6±0.9)%，当染毒剂量为6.0g·L-1 时，Ⅱ组巨噬细胞数为(5.2±0.7)%，与I组相比显著下降(P<0.05);当染毒剂量达到24.0g·L-1 时，Ⅲ组巨噬细胞数下降更为明显(P<0.01)，读数为(2.1±0.9)%.白蛋白(ALB)、乳酸脱氢酶(LDH)、碱性磷酸酶(ALP)在肺中的含量也有明显增高. 结论 烧烤烟雾对大鼠肺组织有明显的损伤作用.
Effects of fume of roast on rats'lung
LIU Li-Bing SHANG Li-Jun QIU Feng WANG Yi
1 Preclinical Experiment Center，Faculty of Preclini-cal Medicine，
2 Team5of Students'Department，Fourth Military Medical University，Xi'an710033，China
Keywords:fume;lung;toxicity;rat
Abstract:AIM To observe the effects of fume of roast on SD rats'lung tissue.METHODS The fume of roast was given to SD rats tracheae to detect and compare their toxic ef-fects on lung tissue.The bronchiac alveolar lavage fluid was analysed40hours after administration.RESULTS In the dose of6.0g·L-1 ，the count of alveolar macrophages de-creased from(11.6±0.9)%(group I)to(5.2±0.7)%(groupⅡ，P<0.05);and to(2.1±0.9)%(groupⅢ，P<0.01)in the dose of24.0g·L-1 .With increase of doses，the contents of ALP(alkaline phosphatase)，LDH(lactic de-hydrogenase)and ALB(albumin)raised correspondingly.CONCLUSION The result suggested that the fume of roast could induce noticeable injury on rats lung.
0 引言
随着人民生活水平的提高，烧烤食物成为一种饮食文化，但烧烤烟雾对人体有何影响，至今还未见报道.有研究[1-10] 表明:燃煤及汽车尾气颗粒物、大气漂尘、火山飞灰等毒物对肺均有损伤作用，且作用类型基本一致.对大鼠肺染毒的实验表明，当染毒浓度达到6.0g·L-1 左右时对大鼠肺功能产生影响，并且随着剂量的升高肺损伤程度加重.我们在以上实验的基础上，研究烧烤烟雾对大鼠的肺机能的影响.
1 材料和方法
1.1 材料 SD雌性大鼠15只，体质量150～250g(第四军医大学实验动物中心提供);无水乙醇，乙醚，戊巴比妥钠，苏木素，伊红，二甲苯，10g·L-1 盐酸乙醇(西安化学试剂厂).采样仪器包括常规用冷凝管、漏斗、烧杯、橡皮管，离心机(磁极80-2，上海手术器材厂)，显微镜(Nichon，日本).
1.2 方法
1.2.1 样品的采集和处理 将漏斗架架于烧烤架上方，烟雾顺着冷凝管进入烧杯中，由此取得样品.用1∶10比例配置的乙醇溶液将其配置制成浓度为6.0g·L-1 和24.0g·L-1 的两种悬浊液[1-4] ，并用紫外线照射4h达到杀菌目的.
1.2.2 染毒 体质量150～250g雌性SD大鼠15只，随机分为Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ3组，每组5只.将大鼠用乙醚麻醉后，Ⅰ组灌以相同浓度的乙醇溶液，Ⅱ组、Ⅲ组分别灌以两种浓度的悬浊液，灌肺量均为每100g体质量0.15mL.染毒40h后将大鼠用戊巴比妥钠麻醉，股动脉放血处死，分离取出肺到气管的完整结构.以生理盐水灌洗肺部10次每次2mL，收集灌洗液进行分析.
1.2.3 观察指标 巨噬细胞(AM)读数:将20mL灌洗液以2000r·min-1 离心5min，并取离心试管最下层2mL液体及沉淀物进行HE染色制成涂片.用显微镜(Nichon，日本)在40×10下观察涂片，每个玻片取10个视野，读取每个视野下巨噬细胞数目和全部细胞数目为此玻片的数据并求百分比.同时测定白蛋白(ALB)、乳酸脱氢酶(LDH)、碱性磷酸酶(ALP)3种指标(全自动临床生化分析仪7150型).
2 结果
2.1 染毒后巨噬细胞数的变化 巨噬细胞百分比随着染毒剂量的增加而呈现一个显著的下降趋势.单纯使用乙醇灌肺组(I组)的巨噬细胞数为(11.6±0.9)%，当染毒剂量为6.0g·L-1 时，Ⅱ组巨噬细胞数为(5.2±0.7)%，与I组相比显著下降(P<0.05);当染毒剂量达到24.0g·L-1 时，Ⅲ组巨噬细胞数下降更为明显(P<0.01)，读数为(2.1±0.9)%.
2.2 染毒前后巨噬细胞形态学的变化 正常对照组细胞数量较多，其中细胞较大，胞核深染，胞质灰染，核质比例小者为肺巨噬细胞.淋巴细胞较小且圆，核质比例大，镜下很少见到胞质.从片中可估计肺巨噬细胞与淋巴细胞比例约为10∶1.低浓度组(Ⅱ组)总的细胞数较少，片中可明确数出的巨噬细胞数为4个，照片上方有2个淋巴细胞，结构完整，肺巨噬细胞与淋巴细胞比例为2∶1.高浓度组(Ⅲ组)中，肺巨噬细胞结构已经不很完整，但胞核还完整，可分辨出大约6个肺巨噬细胞，淋巴细胞很好辩认，大约为8个，比例约为3∶4.
2.3 染毒后肺内各酶的变化 染毒后肺内各酶有明显变化(Tab1).Tab1结果显示ALB，ALP和LDH在染毒后均明显升高，随着染毒浓度的增加，ALP，LDH的升高更为明显，但ALB高低浓度组间的差异不大.
表1 大鼠肺ALB，ALP和LDH值 略
3 讨论
以往研究表明，油烟颗粒物对动物肺损伤以染毒后24～48h变化最为显著[1] ，因此我们采用一次性肺灌注后40h取材检查.从肺灌洗液分析可以看到:灌洗液中白蛋白指标上升提示有肺水肿及出血， 这是由于烧烤烟雾颗粒物对毛细血管有毒性作用，肺泡血管屏障破坏通透性增加，白蛋白从血浆中渗出到肺泡腔形成肺水肿，损伤严重时，红细胞漏出出现肺出血.胞浆酶LDH，ALP指标上升，这说明灌洗液对肺实质细胞有损伤作用，这是因为当细胞膜受损通透性增加时，此酶从细胞内溢出，使肺泡腔内LDH，ALP升高.当急性肺损伤时，肺巨噬细胞破坏死亡，细胞形态消失;灌洗液中巨噬细胞指标下降，这说明灌洗液对肺泡巨噬细胞具有毒性作用.
此外，油烟颗粒物对动物肺损伤有明显的剂量反应关系，LDH，LAB和AM是反映细胞及血管损伤的指标，我们观察到低浓度组上述指标既有变化，高浓度时变化更为明显.
致 谢 感谢组胚教研室黄威权教授在细胞形态学方面的指导.
参考文献:
[1]Yu XX，Peng BC.Comparative studies on toxic effects of auto-mobile exhaust particulates on experimental animal lung tissue [J].Hebei Yike Daxue Xuebao(J Hebei Med Univ)，1997;1:5-8.
[2]He MJ.The effect of smoking and dust on human lung fuction [J].Shuli YiyaoxueZazhi(J Math Med)，1998;11(1):86-87.
[3]Li Y，Yan L.The effect of cigarette smoke on the pulmonary artery pressure and nitric oxide synthase [J].Xinzang Zazhi(Chin Heart J)，2001;13(3):183-184.
[4]Hou GW，Lou JZ，Wang SS.Study on lung fuction after acute exposure to word dust [J].Zhonggou Yike Daxue Xuebao(J China Med Univ)，1998;27(1):34-36.
[5]Liu Y，Lou JZ.Free transfer of prefabricated cartilage flap in rabbits [J].Zhonggou Yike Daxue Xuebao(J China Med Univ)，1998;27(1):31-33.
[6]Li SQ，Xu XX，Qiang WZ，Bai BW.Match study on effects of welding fumes on worker's lung fuction [J].Zhongguo Zhiye Yixue(Chin Fun Med)，1998;25(5):15-16.
[7]Steudel W，Scherrer-Crosbie M，Bloch KD.Sustained pul-monary hypertension and right ventricular hypertrophy after chronic hypoxia in mice with congenital deficiency of nitric oxide synthase [J].J Clin Invest，1998;101:2468-2477.
[8]Giaid A，Saleh D.Reduced expression of endothelial nitric oxide synthase in the lung of patients with pulmonary hypertension [J].N Engl J Med，1995;333:214-219.
[9]Smith JD，Mclean SD，Nakayama DK.Nitric oxide causes apop-tosis in pulmonary vascular smooth muscle cell [J].J Surg Res，1998;79(2):121-127.
[10]Mcquillan LP，Leung GK，Marsden PA.Hypoxia inhibits ex-pression of eNOS via transcriptional and posttranscriptional mechanisms [J].Am J Physiol，1994;267:H1921-H1927.
作者简介: 刘利兵(1957-)，男(汉族)，山西省太原市人.博士，副教授，科主任.Tel.(029)3374764 Email.LiuLibing@fmmu.edu.cn
第四军医大学:1 基础部教学实验中心，
2 学员旅五大队，陕西西安710033
编辑 许昌泰, http://www.100md.com(刘利兵 商立军 邱峰 王毅)