环境香烟烟雾对大鼠脂质过氧化作用的影响
作者：叶晓蕾 袁涛 谢虹 应晨江
单位：叶晓蕾(温州医学院卫生学教研室，温州，325027)；袁涛 谢虹 应晨江(同济医科大学环境卫生学教研室，湖北武汉，430030)
关键词：环境香烟烟雾；大鼠；脂质过氧化物；超氧化物歧化酶；谷胱甘肽过氧化酶
温州医学院学报000106
摘 要：目的：研究环境香烟烟雾(ETS) 对机体抗氧化能力的影响。方法：建立ETS染毒的动物模型，测定对照组、1h染毒组和2h染毒组大鼠的血液和脏器的脂质过氧化水平及抗氧化能力。结果 大鼠连续染毒6周后，血清、肝、肾和卵巢等脏器LPO含量明显高于对照组(P<0.05)；血清、脾和脑超氧化物歧化酶(SOD)活性高于对照组(P<0.05)；但肝肾和卵巢的SOD活性较对照组低(P<0.05)；肝和脑组织中谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)活性显著低于对照组(P<0.01)；肺组织中的LPO含量及SOD活性未见明显改变。结论 ETS 可造成大鼠血液、肝、脾、肾、脑及卵巢等脏器的脂质过氧化损伤。
, 百拇医药
分类号：R122.2；X503.1 文献标识码：A
文章编号：1000-2138(2000) 01-0016-03
Effects of environmental tobacco smoking on lipid peroxidation rat
YE Xiao-lei
(Department of public Health, Wenzhou Medical College, Wenzhou 325027)
YUAN Tao XIE Hong
Abstract：Objective：To study the effects of environmental tobacco smoking on lipid peroxidation in rat. Methods：The toxicological protocol of experimental rats were established to determine the lipid peroxidation and anti-peroxidation capacities in blood and organs of rats which were exposed to ETS for 0,1 and 2 hours every day respectively. Results： After being exposed to ETS for 6 weeks, the LPO level in serum, liver, kidney and ovary of experimental animals was higher than that of controls (P<0.05). There were higher SOD activities in serum, spleen and brain in exposed rats(P<0.05). However,the SOD activities in liver, kidney and ovary of exposed rats were lower than those of control(P<0.05). It was also found that the GSH-PX in liver and brain of exposed rats had higher activities than that of control (P<0.05). Conclusion： ETS can induce the lipid peroxidation damages in blood, liver and other organs of exposed rats.
, 百拇医药
Key words：environmental tobacco smoking;rat;lipid peroxide;SOD;GSH-Px▲
环境香烟烟雾(Environmental Tobacco Smoking，ETS) 是居室内主要的污染物之一，对人群的健康有很大的危害，它是导致多种癌症和其他多种疾病的重要危险因素[1]。近年来，对香烟烟雾中存在的自由基及在吸烟过程中促进机体产生自由基与机体多种疾病的关系日益受到重视[2]。为了进一步探讨ETS对机体的影响，我们应用ETS染毒模型，研究ETS对机体抗氧化能力的影响。
1 材料和方法
1.1 实验动物及分组 选用同济医科大学动物学部提供的纯种 Wistar 大鼠30只，体重150±20g，适应性喂养一周后，随机分为三组，即对照组、1h 染毒组和2h染毒组，所有动物给予动物学部提供的全营养饲料，自由饮用去离子水。
, 百拇医药
1.2 动物染毒模型 按照杨毅等报道的方法染毒，即将自制的多功能吸烟机置于4.5m3 的染毒柜内，用市售某牌过滤嘴香烟，每隔0.5h点燃10支，间歇抽吸3～5min，自然燃烧的主流烟雾及侧流烟雾均逐渐排入染毒柜内，形成ETS污染。空气监测结果表明：l h组 CO 平 均 浓度为 18.5mg/m3、NOx为0.625mg/m3、甲醛为0.562 mg/m3、颗粒物为0.253 mg/m3 以及尼古丁为78.5μg/m3；2h组分别为lh的1.3、1.5、1.3、1.3、和1.5倍。染毒组大鼠每天分别暴露于该环境lh和2h，连续染毒6w。
1.3 样品制备及测定 染毒结束，断头处死，收集血液。仔细分离出肝脏、肺脏、脾脏、肾脏、大脑和卵巢，用冰生理盐水制成10%组织匀浆备用。脂质过氧化物(LPO)采用硫代巴比妥酸(TBA)法[3]；超氧化物歧化酶(SOD)活力测定采用黄嘌呤氧化法；谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px) 活性测定用DTNB 直接法，试剂盒由南京建成生物工程研究所提供；微量蛋白定量用Lowry 法。
, 百拇医药
1.4 统计分析 实验结果用SAS统计软件，调用ANOVA(analysis of variance)进行分析。
2 结果
2.1 ETS对大鼠LPO含量的影响见表1。 由表1可见，接触EST对大鼠血清及肝肾和卵巢的LPO含量有明显影响。其中血清和卵巢的LPO含量，在两个ETS染毒组中均呈明显增高(P<0.01)；肾脏和肝脏的LPO含量在lh染毒组中未见明显改变(P>0.05)，但2h染毒组中均较对照明显增高(P<0.01或P<0.05)；肺及脑和脾中的LPO含量未见明显改变(P>0.05)。
2.2 ETS对大鼠SOD活性的影响 见表2。
表1 大鼠血清和脏器LPO含量测定结果(
±s) 分组
, 百拇医药
动物数
血清
肺
肝
脾
肾
脑
卵巢
对照组
10
7.32±0.44
2.77±0.57
3.58±0.76
, 百拇医药
4.68±0.48
2.87±0.30
1.39±0.28
2.34±0.23
1 h组
10
8.12±0.51**
2.74±0.83
3.45±0.86
4.44±0.90
2.51±0.65
1.20±0.17
, http://www.100md.com
3.35±0.33**
2 h组
10
8.19±0.33**
2.86±0.78
4.58±0.83*
4.70±0.62
3.68±0.43**
1.15±0.20
3.48±0.22**
, 百拇医药 注：LPO 单位 ，血清nmol/ml，其余脏器×100nmol/g湿组织。与对照组相比：*P<0.05，**P<0.01表2 大鼠血清和脏器SOD活性测定结果(±S) 分组
动物数
血清
肺
肝
脾
肾
脑
卵巢
对照组
, http://www.100md.com 10
2.71±0.30
1.54±0.41
4.70±0.93
0.75±0.24
2.52±0.18
0.56±0.20
3.38±0.38
1 h组
10
3.10±0.25*
1.85±0.71
, http://www.100md.com
4.11±0.47
1.59±0.38**
2.48±0.29
0.76±0.16*
3.09±0.40
2 h组
10
3.20±0.30*
1.97±0.33
2.73±0.83**
1.34±0.26**
, http://www.100md.com
2.05±0.65*
0.53±0.20
2.77±0.39**
注：SOD 活性单位 (血清×100nU/ml；脏器×100nU/mg.pro)。与对照相比：*P<0.05，**P<0.01
由表2可见，大鼠接触ETS后，除对肺组织的SOD活性无明显影响(P>0.05)外，对血清及肝、脾、肾、脑和卵巢均有影响。两个ETS染毒组的血清和脾脏的SOD活性及lh染毒组脑组织的SOD活性均高于对照组 (P<0.01或P<0.05)；2h染毒组的肝、肾和卵巢的SOD活性均低于对照组(P<0.01或P<0.05)。
2.3 ETS对大鼠全血及肝和脑组织中GSH-Px 活性的影响 见表3。表3 大鼠GSH-Px 活性的测定结果 (±s) 分组
, 百拇医药
动物数
全血
肝
脑
对照组
10
19.32±1.78
17.33±2.21
3.78±1.12
1 h组
10
19.78±0.93
12.78±2.01**
, 百拇医药
2.24±0.79**
2 h组
10
19.02±0.82
10.12±0.98**
2.51±0.92**
注：GSH-Px 活性单位 u/min.mg.pro，与对照组相比：*P<0.05，**P<0.01
由表3可见，接触ETS后，全血GSH-Px活性未见明显影响(P>0.05)；肝和脑组织中GSH-Px 活性都有显著降低(P<0.01)。
3 讨论
, 百拇医药
环境香烟烟雾(ETS)是由吸烟过程中产生的侧流烟雾和部分主流烟雾形成，其中含有大量活性自由基，Church[4]曾报道，吸一口烟的烟雾中约有5×1014个自由基。脂质过氧化作用主要是指在多不饱和脂肪酸(PUFA)中发生的一种自由基链式反应，被认为是许多损伤的起点过程。在正常生理状态下，机体内存在抗氧化酶系统可清除有害自由基，如SOD可清除超氧阴离子O-2，GSH-Px 可催化还原型谷胱甘肽(GSH)对过氧化物及自由基的还原反应，从而起到保护细胞膜及重要蛋白质结构和功能完整的作用。
冯永滨等研究发现烟雾吸入可造成大鼠血浆、肺、脑、肾等脏器的脂质过氧化损伤[5]。本实验结果发现，大鼠暴露于ETS后，血清LPO含量明显增高，同时使血清中SOD活性呈代偿性增高，呈“氧应激反应”。从脑组织SOD活性测定结果看，lh染毒组SOD活性呈代偿性增高，而2h染毒组SOD活性并无增高，说明大脑的抗氧化能力存在代偿到失代偿的过程。由于大脑本身富含脂质，极易受到氧化性损伤，所以ETS可能会对大脑的正常功能产生不利影响。
, 百拇医药
卵巢是重要的生殖器官，本研究发现大鼠暴露于ETS 6W后，两个染毒组大鼠卵巢的LPO含量均显著增加，SOD活性降低，表明卵巢对 ETS 的氧化性损伤相当敏感。Magers[6] 等的研究也证实吸烟所产生的主流烟雾和侧流烟雾中的成分均可对仓鼠的卵巢产生影响。吸烟和被动吸烟妇女死胎和自发性流产增多、早产和低体重儿增多[1]，可能与此有关。
本实验结果还发现，大鼠肝、肾和脾的氧化与抗氧化能力也都有不同程度的改变。由于与ETS的接触，肝和肾LPO含量显著增高 (2h染毒组)，而SOD和GSH-Px活性降低，且代偿过程不明显，说明接触ETS可损坏大鼠肝和肾的抗氧化能力，可造成大鼠肝和肾的脂质过氧化损伤。两个染毒组大鼠脾脏的SOD活性均呈显著增高，ETS对脾脏的这种影响是否会进一步促使其免疫功能的改变有待研究。
本次实验中未发现ETS对大鼠肺LPO含量及SOD活性有影响，与Gupta[7]等的结果一致，提示肺可能是ETS脂质过氧化损伤的非敏感器官。■
, 百拇医药
作者简介：叶晓蕾(1961-)，女，浙江黄岩人，温州医学院讲师，主要从事环境卫生学教学和科研工作。
参考文献：
[1] 蔡宏道主编.现代环境卫生学[M]. 北京：人民卫生出版社，1995.989-995.
[2] NaKayama T. Cigarette smoke induce DNA single strand breaks in human cells[J]. Nature, 1985,314：462.
[3] 向荣. 过氧化脂质硫代巴比妥酸分光光度法的改进[J]. 生物化学与生物物理进展，1990，17(37)：241.
[4] Church DF, Pryor WA. Free radical chemistry of cigarette smoke and its toxicological implications [J]. Environ Health Perspex, 1985,64：111.
, 百拇医药
[5] 冯永滨，尚占元，潘樊军等.烟雾吸入对大鼠血浆和组织脂质过氧化作用的影响[J]. 环境与健康杂志， 1992，9(2)：88.
[6] Magers T,Talbot P, Dicarlantonio G, et al. Cigarette smoke inhalation affects the reproductive system of female hamsters[J]. Reprod Toxicol, 1995,9(6)：513.
[7] Gupta MP, Khanduja KL, Sharma RR. Effect of cigarette smoke inhalation on antioxidant enzymes and lipid peroxidation in the rat[J]. Toxicol Lett, 1998,41(2)：107.
收稿日期：1999-11-03
改稿日期：1999-12-17, 百拇医药
单位：叶晓蕾(温州医学院卫生学教研室，温州，325027)；袁涛 谢虹 应晨江(同济医科大学环境卫生学教研室，湖北武汉，430030)
关键词：环境香烟烟雾；大鼠；脂质过氧化物；超氧化物歧化酶；谷胱甘肽过氧化酶
温州医学院学报000106
摘 要：目的：研究环境香烟烟雾(ETS) 对机体抗氧化能力的影响。方法：建立ETS染毒的动物模型，测定对照组、1h染毒组和2h染毒组大鼠的血液和脏器的脂质过氧化水平及抗氧化能力。结果 大鼠连续染毒6周后，血清、肝、肾和卵巢等脏器LPO含量明显高于对照组(P<0.05)；血清、脾和脑超氧化物歧化酶(SOD)活性高于对照组(P<0.05)；但肝肾和卵巢的SOD活性较对照组低(P<0.05)；肝和脑组织中谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)活性显著低于对照组(P<0.01)；肺组织中的LPO含量及SOD活性未见明显改变。结论 ETS 可造成大鼠血液、肝、脾、肾、脑及卵巢等脏器的脂质过氧化损伤。
, 百拇医药
分类号：R122.2；X503.1 文献标识码：A
文章编号：1000-2138(2000) 01-0016-03
Effects of environmental tobacco smoking on lipid peroxidation rat
YE Xiao-lei
(Department of public Health, Wenzhou Medical College, Wenzhou 325027)
YUAN Tao XIE Hong
Abstract：Objective：To study the effects of environmental tobacco smoking on lipid peroxidation in rat. Methods：The toxicological protocol of experimental rats were established to determine the lipid peroxidation and anti-peroxidation capacities in blood and organs of rats which were exposed to ETS for 0,1 and 2 hours every day respectively. Results： After being exposed to ETS for 6 weeks, the LPO level in serum, liver, kidney and ovary of experimental animals was higher than that of controls (P<0.05). There were higher SOD activities in serum, spleen and brain in exposed rats(P<0.05). However,the SOD activities in liver, kidney and ovary of exposed rats were lower than those of control(P<0.05). It was also found that the GSH-PX in liver and brain of exposed rats had higher activities than that of control (P<0.05). Conclusion： ETS can induce the lipid peroxidation damages in blood, liver and other organs of exposed rats.
, 百拇医药
Key words：environmental tobacco smoking;rat;lipid peroxide;SOD;GSH-Px▲
环境香烟烟雾(Environmental Tobacco Smoking，ETS) 是居室内主要的污染物之一，对人群的健康有很大的危害，它是导致多种癌症和其他多种疾病的重要危险因素[1]。近年来，对香烟烟雾中存在的自由基及在吸烟过程中促进机体产生自由基与机体多种疾病的关系日益受到重视[2]。为了进一步探讨ETS对机体的影响，我们应用ETS染毒模型，研究ETS对机体抗氧化能力的影响。
1 材料和方法
1.1 实验动物及分组 选用同济医科大学动物学部提供的纯种 Wistar 大鼠30只，体重150±20g，适应性喂养一周后，随机分为三组，即对照组、1h 染毒组和2h染毒组，所有动物给予动物学部提供的全营养饲料，自由饮用去离子水。
, 百拇医药
1.2 动物染毒模型 按照杨毅等报道的方法染毒，即将自制的多功能吸烟机置于4.5m3 的染毒柜内，用市售某牌过滤嘴香烟，每隔0.5h点燃10支，间歇抽吸3～5min，自然燃烧的主流烟雾及侧流烟雾均逐渐排入染毒柜内，形成ETS污染。空气监测结果表明：l h组 CO 平 均 浓度为 18.5mg/m3、NOx为0.625mg/m3、甲醛为0.562 mg/m3、颗粒物为0.253 mg/m3 以及尼古丁为78.5μg/m3；2h组分别为lh的1.3、1.5、1.3、1.3、和1.5倍。染毒组大鼠每天分别暴露于该环境lh和2h，连续染毒6w。
1.3 样品制备及测定 染毒结束，断头处死，收集血液。仔细分离出肝脏、肺脏、脾脏、肾脏、大脑和卵巢，用冰生理盐水制成10%组织匀浆备用。脂质过氧化物(LPO)采用硫代巴比妥酸(TBA)法[3]；超氧化物歧化酶(SOD)活力测定采用黄嘌呤氧化法；谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px) 活性测定用DTNB 直接法，试剂盒由南京建成生物工程研究所提供；微量蛋白定量用Lowry 法。
, 百拇医药
1.4 统计分析 实验结果用SAS统计软件，调用ANOVA(analysis of variance)进行分析。
2 结果
2.1 ETS对大鼠LPO含量的影响见表1。 由表1可见，接触EST对大鼠血清及肝肾和卵巢的LPO含量有明显影响。其中血清和卵巢的LPO含量，在两个ETS染毒组中均呈明显增高(P<0.01)；肾脏和肝脏的LPO含量在lh染毒组中未见明显改变(P>0.05)，但2h染毒组中均较对照明显增高(P<0.01或P<0.05)；肺及脑和脾中的LPO含量未见明显改变(P>0.05)。
2.2 ETS对大鼠SOD活性的影响 见表2。
表1 大鼠血清和脏器LPO含量测定结果(
±s) 分组, 百拇医药
动物数
血清
肺
肝
脾
肾
脑
卵巢
对照组
10
7.32±0.44
2.77±0.57
3.58±0.76
, 百拇医药
4.68±0.48
2.87±0.30
1.39±0.28
2.34±0.23
1 h组
10
8.12±0.51**
2.74±0.83
3.45±0.86
4.44±0.90
2.51±0.65
1.20±0.17
, http://www.100md.com
3.35±0.33**
2 h组
10
8.19±0.33**
2.86±0.78
4.58±0.83*
4.70±0.62
3.68±0.43**
1.15±0.20
3.48±0.22**
, 百拇医药 注：LPO 单位 ，血清nmol/ml，其余脏器×100nmol/g湿组织。与对照组相比：*P<0.05，**P<0.01表2 大鼠血清和脏器SOD活性测定结果(
±S) 分组动物数
血清
肺
肝
脾
肾
脑
卵巢
对照组
, http://www.100md.com 10
2.71±0.30
1.54±0.41
4.70±0.93
0.75±0.24
2.52±0.18
0.56±0.20
3.38±0.38
1 h组
10
3.10±0.25*
1.85±0.71
, http://www.100md.com
4.11±0.47
1.59±0.38**
2.48±0.29
0.76±0.16*
3.09±0.40
2 h组
10
3.20±0.30*
1.97±0.33
2.73±0.83**
1.34±0.26**
, http://www.100md.com
2.05±0.65*
0.53±0.20
2.77±0.39**
注：SOD 活性单位 (血清×100nU/ml；脏器×100nU/mg.pro)。与对照相比：*P<0.05，**P<0.01
由表2可见，大鼠接触ETS后，除对肺组织的SOD活性无明显影响(P>0.05)外，对血清及肝、脾、肾、脑和卵巢均有影响。两个ETS染毒组的血清和脾脏的SOD活性及lh染毒组脑组织的SOD活性均高于对照组 (P<0.01或P<0.05)；2h染毒组的肝、肾和卵巢的SOD活性均低于对照组(P<0.01或P<0.05)。
2.3 ETS对大鼠全血及肝和脑组织中GSH-Px 活性的影响 见表3。表3 大鼠GSH-Px 活性的测定结果 (
±s) 分组, 百拇医药
动物数
全血
肝
脑
对照组
10
19.32±1.78
17.33±2.21
3.78±1.12
1 h组
10
19.78±0.93
12.78±2.01**
, 百拇医药
2.24±0.79**
2 h组
10
19.02±0.82
10.12±0.98**
2.51±0.92**
注：GSH-Px 活性单位 u/min.mg.pro，与对照组相比：*P<0.05，**P<0.01
由表3可见，接触ETS后，全血GSH-Px活性未见明显影响(P>0.05)；肝和脑组织中GSH-Px 活性都有显著降低(P<0.01)。
3 讨论
, 百拇医药
环境香烟烟雾(ETS)是由吸烟过程中产生的侧流烟雾和部分主流烟雾形成，其中含有大量活性自由基，Church[4]曾报道，吸一口烟的烟雾中约有5×1014个自由基。脂质过氧化作用主要是指在多不饱和脂肪酸(PUFA)中发生的一种自由基链式反应，被认为是许多损伤的起点过程。在正常生理状态下，机体内存在抗氧化酶系统可清除有害自由基，如SOD可清除超氧阴离子O-2，GSH-Px 可催化还原型谷胱甘肽(GSH)对过氧化物及自由基的还原反应，从而起到保护细胞膜及重要蛋白质结构和功能完整的作用。
冯永滨等研究发现烟雾吸入可造成大鼠血浆、肺、脑、肾等脏器的脂质过氧化损伤[5]。本实验结果发现，大鼠暴露于ETS后，血清LPO含量明显增高，同时使血清中SOD活性呈代偿性增高，呈“氧应激反应”。从脑组织SOD活性测定结果看，lh染毒组SOD活性呈代偿性增高，而2h染毒组SOD活性并无增高，说明大脑的抗氧化能力存在代偿到失代偿的过程。由于大脑本身富含脂质，极易受到氧化性损伤，所以ETS可能会对大脑的正常功能产生不利影响。
, 百拇医药
卵巢是重要的生殖器官，本研究发现大鼠暴露于ETS 6W后，两个染毒组大鼠卵巢的LPO含量均显著增加，SOD活性降低，表明卵巢对 ETS 的氧化性损伤相当敏感。Magers[6] 等的研究也证实吸烟所产生的主流烟雾和侧流烟雾中的成分均可对仓鼠的卵巢产生影响。吸烟和被动吸烟妇女死胎和自发性流产增多、早产和低体重儿增多[1]，可能与此有关。
本实验结果还发现，大鼠肝、肾和脾的氧化与抗氧化能力也都有不同程度的改变。由于与ETS的接触，肝和肾LPO含量显著增高 (2h染毒组)，而SOD和GSH-Px活性降低，且代偿过程不明显，说明接触ETS可损坏大鼠肝和肾的抗氧化能力，可造成大鼠肝和肾的脂质过氧化损伤。两个染毒组大鼠脾脏的SOD活性均呈显著增高，ETS对脾脏的这种影响是否会进一步促使其免疫功能的改变有待研究。
本次实验中未发现ETS对大鼠肺LPO含量及SOD活性有影响，与Gupta[7]等的结果一致，提示肺可能是ETS脂质过氧化损伤的非敏感器官。■
, 百拇医药
作者简介：叶晓蕾(1961-)，女，浙江黄岩人，温州医学院讲师，主要从事环境卫生学教学和科研工作。
参考文献：
[1] 蔡宏道主编.现代环境卫生学[M]. 北京：人民卫生出版社，1995.989-995.
[2] NaKayama T. Cigarette smoke induce DNA single strand breaks in human cells[J]. Nature, 1985,314：462.
[3] 向荣. 过氧化脂质硫代巴比妥酸分光光度法的改进[J]. 生物化学与生物物理进展，1990，17(37)：241.
[4] Church DF, Pryor WA. Free radical chemistry of cigarette smoke and its toxicological implications [J]. Environ Health Perspex, 1985,64：111.
, 百拇医药
[5] 冯永滨，尚占元，潘樊军等.烟雾吸入对大鼠血浆和组织脂质过氧化作用的影响[J]. 环境与健康杂志， 1992，9(2)：88.
[6] Magers T,Talbot P, Dicarlantonio G, et al. Cigarette smoke inhalation affects the reproductive system of female hamsters[J]. Reprod Toxicol, 1995,9(6)：513.
[7] Gupta MP, Khanduja KL, Sharma RR. Effect of cigarette smoke inhalation on antioxidant enzymes and lipid peroxidation in the rat[J]. Toxicol Lett, 1998,41(2)：107.
收稿日期：1999-11-03
改稿日期：1999-12-17, 百拇医药