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《山西医科大学》 2011年
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太原太钢地区PM_(2.5)对大鼠动脉肌源性反应的影响

张涌  
【摘要】:研究目的澄清太原太钢地区大气细颗粒物PM_(2.5)污染程度及PM_(2.5)化学组成特点;为将来该地区心血管疾患发病的流行病学调查以及阐明PM_(2.5)与心血管疾患发病率及其严重程度提供基础研究参考。 研究方法采用TH-1000Ⅱ型智能大容量空气总悬浮颗粒物无碳刷采样器,2.5μm切割器,22cm×20cm玻璃纤维采样膜,24小时连续采集PM_(2.5)颗粒物。采集前后采样膜干燥称重,计算PM_(2.5)颗粒物重量。去离子水溶解提取颗粒物水溶成分,经真空冷冻干燥获得PM_(2.5)水溶成分干粉。通过索氏提取器,利用二氯甲烷提取颗粒物有机成分,经水浴蒸干获得PM_(2.5)有机成分干粉。通过索氏提取器,利用硝酸提取颗粒物金属元素成分。采用等离子发射光谱检测PM_(2.5)金属元素成分含量。 研究结果 1.采样区日平均PM_(2.5)浓度:102.63±48.61μg/m3(大气流量),采样区日平均PM_(2.5)浓度较美国环境总署大气PM_(2.5)标准增高(102.63±48.61μg/m3VS35±5.63μg/m3,P0.05)。 2.与20年前同时期相比,采样区PM_(2.5)中,金属元素Zn的浓度增高(7.99±0.97VS1.31±0.32P0.05),Pb和Cu的浓度减少(0.20±0.03VS1.86±0.13,0.10±0.01VS0.84±0.17,P0.05),Ni和V的浓度变化不明显。 3.采样区PM_(2.5)平均有机成分含量为16.62±7.58μg/m3(大气流量),相当于0.162g/gPM_(2.5)。研究结论:采样区日平均PM_(2.5)浓度明显高于世界卫生组织(WHO)或美国环境署(EPA)制定的PM_(2.5)浓度标准。采样区PM_(2.5)中重金属Pb的浓度明显减低,Ni及V的浓度无明显变化。 研究目的探究PM_(2.5)不同成分(水溶,有机及混合成分)在体染毒(尾静脉注射)对大鼠离体胸主动脉血管环反应性的影响,对大鼠NOS/NO系统和AngⅡ的影响,探讨PM_(2.5)对血管反应性的影响及其可能的机制。 研究方法染毒溶液配制:(1)PM_(2.5)水溶成分染毒溶液的配制:称取一定量的PM_(2.5)水溶成分干粉,用去离子水配制成一定浓度的PM_(2.5)水溶成分溶液,溶液浓度为6mg/ml,无菌条件下,将该溶液通过0.22μm滤膜于无菌瓶。(2)PM_(2.5)有机成分染毒溶液的配制:称取一定量的PM_(2.5)有机成分干粉,加入纯的二甲基亚枫(DMSO),快速混匀,使其充分溶解,溶液浓度800ug/ml,DMSO浓度0.1%。无菌条件下,将该溶液通过0.22μm滤膜于无菌瓶。(3)PM_(2.5)混合成分染毒溶液的配制:无菌条件下,将配制好的水溶成分与有机成分溶液等容积混合,浓度为水溶成分6mg/ml+有机成分800ug/ml。将大鼠随机分为四组:(1)对照组:生理盐水1ml·kg-1·d-1,iv;(2)PM_(2.5)水溶成分染毒组:PM_(2.5)水溶成分染毒溶液1ml·kg-1·d-1,iv;(3)PM_(2.5)有机成分染毒组:PM_(2.5)有机成分染毒溶液1ml·kg-1·d-1,iv;(4)PM_(2.5)混合成分染毒组:PM_(2.5)混合成分染毒溶液1ml·kg-1·d-1,iv。染毒10天后,击晕大鼠,腹主动脉采血。分离主动脉和心肌组织,主动脉用于离体主动脉实验和免疫组织化学染色分析,观察主动脉血管反应性和内皮细胞eNOS和iNOS蛋白表达;检测血浆和心肌组织匀浆一氧化氮(NO)、内皮型一氧化氮合酶(eNOS)含量、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)活性及血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)含量。 研究结果: 1.与对照组相比较,PM_(2.5)水溶、有机、混合成分在体染毒对KCl(20~120mmol/L)及PE(10-8~10-4mol/L)引起的大鼠离体胸主动脉血管环的收缩作用无影响(P0.05),但可减弱Ach(10-9~10-5mol/L)舒血管效应(P0.05),对SNP(10-9~10-5mol/L)舒张作用无显著性影响(P0.05)。 2.与对照组相比较,PM_(2.5)水溶、有机、混合成分在体染毒均使大鼠血清NO含量增高(P0.05),水溶成分及混合成分组增高尤为显著(P0.01)。 3.与对照组相比较,PM_(2.5)水溶成分及混合成分染毒使大鼠血清eNOS含量显著降低(P0.05),有机成分染毒对大鼠血清eNOS含量无显著性影响。水溶成分及混合成分组染毒使大鼠血清iNOS活性显著增加(P0.05),有机成分染毒对大鼠血清iNOS活性无显著性影响。 4.与对照组相比较,PM_(2.5)水溶、有机、混合成分染毒对大鼠心肌组织匀浆eNOS的含量无显著性影响。但其水溶成分及有机成分染毒使大鼠心肌组织匀浆iNOS活性增高(P0.05),混合成分染毒对大鼠心肌组织匀浆iNOS活性无显著性影响。 5.与对照组相比较,PM_(2.5)水溶、有机、混合成分染毒均使大鼠血清AngⅡ含量下降(P0.05),使大鼠心肌组织匀浆AngⅡ含量增加(P0.05)。 6.与对照组相比较,PM_(2.5)水溶、有机、混合成分染毒均使大鼠胸主动脉血管内皮细胞eNOS蛋白表达减少(P0.05),尤以混合成分组为著(P0.01);但是iNOS蛋白表达却增多(P0.05),尤以混合成分组为著(P0.01)。 研究结果PM_(2.5)有机成分,水溶成分及二者的混合成分在体染毒,对KCL和PE收缩的反应无影响,对SNP的舒血管效应无影响,可降低Ach的舒血管效应。PM_(2.5)提取成分可改变eNOS和iNOS的表达,提示PM_(2.5)对血管反应性的影响与血管内皮功能紊乱有关。 研究目的探讨PM_(2.5)不同成分(水溶,有机及混合成分)在体染毒(尾静脉注射)对大鼠离体冠状动脉血管反应性及冠脉血管平滑肌Kv1.5、Kv1.2和BKCa表达的影响。 研究方法将大鼠随机分为四组:(1)对照组:生理盐水1ml·kg-1·d-1,iv;(2)PM_(2.5)水溶成分染毒组:PM_(2.5)水溶成分染毒溶液1ml·kg-1·d-1,iv;(3)PM_(2.5)有机成分染毒组:PM_(2.5)有机成分染毒溶液1ml·kg-1·d-1,iv;(4)PM_(2.5)混合成分染毒组:PM_(2.5)混合成分染毒溶液1ml·kg-1·d-1,iv。染毒10天后,击昏大鼠,分离冠状动脉,一部分用于离体血管实验,观察PM_(2.5)不同成分对大鼠冠脉血管反应性的影响;一部分冠脉用液氮保存,用于实时定量荧光PCR和Westernblot检测Kv1.5、Kv1.2和BKCamRNA和蛋白表达。 研究结果 1.与对照组相比,PM_(2.5)混合成分在体染毒可增强KC(l20~120mmol/L)及U46619(10-8~10-6mol/L)引起的冠状动脉血管环的收缩(P0.05),但水溶成分及有机成分染毒对此两种缩血管药物引起的冠状动脉血管环收缩无显著性影响(P0.05)。 2.与对照组相比较,PM_(2.5)水溶、有机、混合成分在体染毒均可减弱Ach(10-9-10-5mol/L)及SNP(10-9-10-5mol/L)对60mmol/LKCl或10-6mol/LU46619预收缩的冠状动脉血管环的舒张作用(P0.05)。 3.与对照组相比较,PM_(2.5)水溶、有机、混合成分在体染毒后,4-AP(10-3~10-2mol/L)对大鼠冠脉的收缩作用显著增强(P0.05),但TEA(10-5~3×10-2mol/L)的收缩作用无显著性改变(P0.05)。 4.与对照组相比较,PM_(2.5)水溶、有机、混合成分在体染毒对大鼠冠状动脉血管平滑肌Kv1.2和BKCamRNA和蛋白表达无显著性影响(P0.05),但却使Kv1.5mRNA和蛋白表达减少(P0.05)。 结论:PM_(2.5)不同成分在体染毒,导致大鼠冠脉血管反应性改变,并引起大鼠冠脉Kv1.5表达下降,但是对BKCa功能和表达无显著性影响。
【学位授予单位】:山西医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R54

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