大鼠在二氧化硫污染環(huán)境下運動的肺部損傷,運動生物化學(xué)論文

大鼠在二氧化硫污染環(huán)境下運動的肺部損傷,運動生物化學(xué)論文國內(nèi)外關(guān)于二氧化硫?qū)θ梭w危害的研究較多,但人體在運動的狀態(tài)下,二氧化硫?qū)τ谌梭w造成的危害研究較少.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,環(huán)境污染日益嚴(yán)重,本研究利用人造跑臺模擬人體日常的健身活動,旨在揭示人體在污染環(huán)境下運動和在污染環(huán)境下不運動時的異同,人體在污染環(huán)境下運動能夠加劇污染物對于人體造成的損傷(以肺臟為例),因此運動要選擇適宜的地點和適宜的時間,避免在污染程度高的時間段進(jìn)行運動.1、二氧化硫流行病學(xué)和毒理學(xué)研究的最新進(jìn)展1.1二氧化硫流行病學(xué)的研究1.1.1二氧化硫?qū)τ诤粑到y(tǒng)的危害二氧化硫是一種中等毒性的常見大氣污染物,假如大氣中二氧化硫的濃度到達(dá)1~5ppm時,可使氣管和支氣管腔水腫縮小,使氣道阻力增大,引起氣管炎、支氣管炎、支氣管哮喘并導(dǎo)致肺心病的發(fā)生,患者呼吸在很大程度上遭到一定的限制,同時加重了哮喘患者呼吸道的阻塞,二氧化硫的污染使肺的功能遭到明顯抑制,所以肺和呼吸道是二氧化硫等氣體污染物作用的主要靶器官.1.1.2二氧化硫?qū)τ诩?xì)胞的危害Green通過動物實驗研究發(fā)現(xiàn),NaHSO3可增加7,8-二羥基-9,10-環(huán)氧-7,8,9,10-四氫苯并(a)芘(Bap)與蛋白質(zhì)的結(jié)合,蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)扮演著特別重要的角色,普遍存在于細(xì)胞內(nèi)外,因而極其容易遭到活性氧的攻擊,DNA-蛋白質(zhì)的交聯(lián)(DPC)普遍存在于正常的細(xì)胞中,機體內(nèi)的大分子遭到了外來污染物的作用,則能夠誘導(dǎo)超量的DPC,進(jìn)而對DNA的構(gòu)象、功能、復(fù)制與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的構(gòu)造與功能.1.2二氧化硫的毒理學(xué)研究1.2.1二氧化硫?qū)τ趧游锏挠绊憚游锶旧w也是二氧化硫攻擊的對象,孟紫強等通過對硫酸廠的工人淋巴細(xì)胞染色體畸變分析表示清楚:接觸二氧化硫空氣污染的硫酸廠工人,外周血淋巴細(xì)胞染色體畸變細(xì)胞率及總?cè)旧w畸變細(xì)胞率均顯著高于對照組(P0.01).近年研究還發(fā)現(xiàn),二氧化硫在體內(nèi)的衍生物-亞硫酸鈉與亞硫酸氫鈉可誘發(fā)小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞(PEC)微核的構(gòu)成,導(dǎo)致微核細(xì)胞率顯著升高.1.2.2二氧化硫?qū)τ谥参锏挠绊懼参镏杏幸徊糠至騺碜杂诳諝?當(dāng)空氣中的硫含量超過了一定的限度的話,就會在植物中不斷地積累,到達(dá)一定的濃度后對植物產(chǎn)生毒害作用.主要表如今兩個方面.二氧化硫由氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞,溶于細(xì)胞的水分中生成亞硫酸氫根離子,隨后氧化為硫酸根存于葉內(nèi).植物體內(nèi)可積累的硫限量是正常含量的5~10倍,若植物在高濃度的二氧化硫作用下,亞硫酸氫根和亞硫酸根的積累量則超過正常的代謝解毒作用,植物會遭到急性的損傷,近年來有研究表示清楚,二氧化硫衍生物作用24小時處理組蠶豆幼苗根長和芽長與對照組無明顯差異,48小時處理組根生長遭到抑制,168小時芽生長遭到抑制.1.3自由基自由基學(xué)講是由HAMAN(1956)和MC-CORD(1969)先后提出的,他們以為自由基攻擊生物大分子造成組織細(xì)胞損傷,是引起機體衰老的根本原因.1978年,DILLARD初次提出將自由基的研究引入運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,推動了運動醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展.體內(nèi)還存在有去除自由基的酶類或非酶類物質(zhì),構(gòu)成抗氧化系統(tǒng),使體內(nèi)自由基的構(gòu)成和去除處于一種動態(tài)的平衡.去除自由基的物質(zhì)大致可分為兩大類:其一,抗氧化酶系統(tǒng),該系統(tǒng)包括超氧化物歧化酶(SOD),過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD),谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX);其二,抗氧化劑,如維生素E和-胡蘿卜素,維生素C,半胱氨酸,復(fù)原型谷胱甘肽輔酶Q等,能夠防止自由基對于細(xì)胞膜的毀壞作用,可有效地在細(xì)胞內(nèi)控制自由基生成反響.2、實驗對象和分組2.1研究對象實驗選取2月齡健康雄性Whista大鼠70只,spf級,體重(20020)g,購自蘭州大學(xué)醫(yī)學(xué)院科研動物實驗中心,國家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類動物固體混合枯燥飼料喂養(yǎng),自由飲食進(jìn)水.動物室溫度控制在23~25℃,相對濕度40%~60%,自然光照,飼養(yǎng)室、用具等定期(每周)用紫外燈消毒滅菌.所有動物實驗前未進(jìn)行過跑臺運動.(1)環(huán)境適應(yīng):大鼠購入后先平靜飼養(yǎng)3天,使大鼠適應(yīng)動物房的環(huán)境.(2)跑臺適應(yīng):所有的大鼠自然條件下在可調(diào)試跑臺上先進(jìn)行三天適應(yīng)性訓(xùn)練,跑臺坡度為0,速度為10~15m/min,每一次的慢跑距離不超過100米,將此期間適應(yīng)性較差的大鼠挑選掉,然后隨機按實驗要求分組,詳細(xì)的實驗分組見表1.2.2二氧化硫染毒方式在正式訓(xùn)練前制造出人為二氧化硫染毒環(huán)境,詳細(xì)的方式方法如下:一個1立方米的玻璃罩罩于跑臺上,根據(jù)國家公布的大氣污染濃度標(biāo)準(zhǔn):將通入玻璃罩中的二氧化硫的氣體量設(shè)為一個未知數(shù)與玻璃罩的體積相比得出0.15mg/m3(大氣污染的二級標(biāo)準(zhǔn)),即通常所講的中度污染,0.25mg/m3(大氣污染的三級標(biāo)準(zhǔn)),即通常所講的重度污染.而此時得出的兩個不同的二氧化硫氣體量即是我們所要輸入的氣體量.二氧化硫的濃度用甲醛吸收液法鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法測定.通入二氧化硫造成大鼠在兩種不同污染濃度條件下運動的環(huán)境.2.3實驗動物模型(見表2)2.4檢測指標(biāo)及方式方法(1)超氧化物歧化酶SOD(黃嘌呤氧化酶法).(2)過氧化氫酶(CAT)(鉬酸銨法).(3)谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)(DT-NB)法.(4)丙二醛(MDA)(硫代巴比妥酸法).2.5數(shù)據(jù)處理所有實驗數(shù)據(jù)運算基于WINDOWSXP操作平臺,采用MicrosoftExcel2003及國際專用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS13.0對數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理,組間各指標(biāo)的顯著性差異采用T檢驗,結(jié)果用平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差表示.3、實驗結(jié)果3.1二氧化硫?qū)τ诖笫蠓蜸OD,CAT,GSH-PX,抗氧化酶活性及MDA含量的影響3.1.1對于肺SOD活性的影響表3和圖1顯示,二氧化硫二級污染和二氧化硫三級污染平靜組相比,SOD活性均低于平靜對照組,P0.05,二氧化硫二級污染運動組SOD活性低于二氧化硫二級污染平靜組,P0.05,二氧化硫三級污染運動組SOD活性低于二氧化硫三級污染平靜組,P0.05.3.1.2對于肺CAT的活性的影響表3和圖2顯示,二氧化硫二級污染和二氧化硫三級污染平靜組相比CAT活性均低于平靜對照組,P0.05,二氧化硫二級污染運動組CAT活性低于二氧化硫二級污染平靜組,P0.05,二氧化硫三級污染運動組CAT活性低于二氧化硫三級污染平靜組,P0.05,二氧化硫二級污染運動組大鼠肺臟CAT活性明顯高于二氧化硫三級污染運動動組.3.1.3對于肺GSH-PX活性的影響表3和圖3顯示,二氧化硫二級污染和二氧化硫三級污染平靜組相比GSH-PX活性均低于平靜對照組,P0.05,二氧化硫二級污染運動組GSH-PX活性低于二氧化硫平靜組,P0.05,二氧化硫三級污染運動組GSH-PX活性低于二氧化硫三級污染平靜組,P0.05,二氧化硫二級污染運動組與二氧化硫三級污染運動組比擬,P0.05,二氧化硫二級污染運動組大鼠肺臟GSH-PX活性明顯高于二氧化硫三級污染運動組.3.1.4對于肺MDA含量的影響表3和圖4顯示,二氧化硫二級污染和二氧化硫三級污染平靜組相比MDA含量均高于平靜對照組,P0.05,二氧化硫二級污染運動組MDA含量高于二氧化硫二級污染平靜組,P0.05,二氧化硫三級污染運動組MDA含量高于二氧化硫三級污染平靜組,P0.05,二氧化硫二級污染運動組與二氧化硫三級污染運動組比擬,P0.05.4、結(jié)論二氧化硫是大氣的主要污染物之一,二氧化硫濃度的升高能夠降低機體組織抗氧化酶的活性和促進(jìn)脂質(zhì)過氧化的作用.經(jīng)過本實驗研究表示清楚:二氧化硫三級污染平靜組肺臟SOD,CAT,GSH-PX活性均低于二氧化硫二級污染平靜組,而MDA的含量二氧化硫三級污染平靜組高于二氧化硫二級污染平靜組;二氧化硫二級污染運動組肺臟SOD,CAT,GSH-PX活性均低于二氧化硫平靜污染組,而MDA的含量二氧化硫二級污染運動組高于二級污染平靜組;二氧化硫三級污染運動組肺臟SOD,CAT,GSH-PX活性高于三級污染平靜組,而MDA的含量三級污染運動組高于三級污染平靜組;二