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《四川大学》 2007年
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无电流斑电击死的实验研究

王晔  
【摘要】: 研究背景 无电流斑的电击死在法医学实践中时常遇及,而传统判定电流损伤的主要依据是电流斑、皮肤金属化等特殊改变。如果无电流斑的存在,这类案件的法医学鉴定则相当困难。目前的研究表明,电场作用下,细胞膜可以发生可逆性穿孔,但电击死(伤)是否也会引起细胞膜穿孔?假如有穿孔,这种穿孔是否对电流作用或电场作用有相对特异性?目前尚无研究报道。另外,对于无电流斑的电击死,还必须对其电流路径进行推断。有研究表明,电流刺激可以引起刺激部位的骨骼肌基因表达,而非刺激部位则无此种改变。因此,本研究从骨骼肌的基因表达变化入手进行探讨。此外,法医实践中还必须确定是电击致死还是死后电击。电流作用可以引起骨骼肌与心肌的收缩,骨骼肌的收缩必然会引起肌小节长度变化,生前与死后骨骼肌活性不一样同,电击死与死后电击是否会在长度变化上存在差异?这是本研究的另一项内容。研究表明,骨骼肌的收缩可以引起某些基因的表达,既然电流刺激可以引起肌肉收缩,那么电击死引起的肌肉收缩是否会引起基因的表达?这种表达与死后电击有什么区别?由于电击导致死亡的时间甚短,蛋白水平可能来不及产生太大的变化,我们从mRNA水平上来研究这种变化与区别。 研究目的 探求无电流斑电击死的法医学鉴定要点,包括: ①寻找无电流斑电击死的诊断指标; ②探讨无电流斑电击死的电流路径; ③探讨电击死与死后电击的鉴别依据。 研究方法 第一部分:无电流斑电击死的形态学诊断指标研究 1.体外血细胞电击穿孔研究 取成人血液6例,每人取12ml,每例血液均分为6等份,每份2ml,分为非电击组,电击5s,10s,20s,30s,1min,共6组。220v交流电电击后,扫描电镜观察血细胞膜的变化。 2.无电流斑电击死与非电击死血管内皮与血细胞穿孔研究以及电击死人体主动脉与肺动脉内皮的扫描电镜观察 取新西兰45只兔,随机分为9组,每组5只,即正常对照组、A1、A2、B1、B2,C、D、E、F组。正常对照组直接经耳缘静脉注入空气处死,另不做任何处理。建立六种动物模型,即A~F。A1、A2组用模型A;B1、B2组用模型B,分别以220V及110V电击致死。其余组分别用相对应的模型进行实验。 模型A:将兔的右前肢与左后肢分别用0.1M PBS浸湿,再缠上用0.1M PBS浸泡的湿纱布,将导线直接缠绕在纱布外层,接通220V或110V交流电,通电致死。 模型B:在长方形塑料容器两端分别固定两根导线作电极,并在容器内加少量水,水深约1.5cm,将兔置于塑料容器中,上方放置一塑料网盖(以防兔跳出),接通220V或110V交流电,通电致死。 模型C:将实验兔从40米高空坠下致死。 模型D:将无水乙醇喷洒于实验体表,点燃致其死亡。 模型E:将亚硝酸钠2g溶于10ml蒸馏水,全部灌入兔胃,致其死亡。 模型F:将实验兔置入充满二氧化碳密闭容器中,使其窒息死亡。取兔血液、肺动脉和主动脉,用扫描电镜观察红细胞及内皮细胞形态学变化。 取5例法医实践中电击死亡者主动脉与肺动脉根部,同时用3例其他死亡原因的主动脉与肺动脉根部做对照组。用扫描电镜观察其内皮细胞形态变化。 第二部分无电流斑电击死电流通路的推断研究-----无电流斑电击死兔对称部位骨骼肌hsp70、c-fos、il-6mRNA表达差异 新西兰兔10只,随机分为电击死组与对照组2组,每组5只。对照组直接经耳缘静脉注入空气处死,另不做任何处理。电击死组:将兔的右前肢与左后肢分别用0.1MPBS浸湿,用蘸有0.1M PBS的纱布缠绕其上,通220V交流电致死,建立无电流斑电击死动物模型。分别取股四头肌及肱二头肌中段,用荧光定量RT-PCR技术检测其hsp70、c-fos、il-6mRNA表达。 第三部分:电击死与死后电击的鉴别研究 1.生前电击与死后电击骨骼肌与心肌hsp70、c-los、il-6mRNA的表达 新西兰兔15只,随机分为三组,即电击死组、死后电击组、对照组,每组5只。电击死组,将兔的右前肢与左后肢分别用0.1M PBS浸湿,再缠上用0.1M PBS浸泡的湿纱布,将导线直接绕于纱布外层,接通220V交流电,直至死亡;死后电击组,用耳缘静脉空气注射50ml致死,死后即刻用220V交流电的两极分别连接实验动物的左后肢与右前肢通电3分钟;对照组直接用耳缘静脉空气注射50ml处死,不电击;取各实验动物左后肢与右前肢的股四头肌与肱二头肌中份及心室肌,用荧光定量RT-PCR技术检测电击死与死后电击兔的骨骼肌及心肌hsp70、c-fos、il-6mRNA含量变化。 2.生前电击与死后电击骨骼肌肌小节的长度变化 12只兔随机分为4组,每组3只,分别为对照组Ⅰ、对照组Ⅱ、电击死组、死后电击组。对照组Ⅰ、Ⅱ与死后电击组兔分别从耳缘静脉注射空气50ml处死。对照组Ⅰ于处死后立即取材;而对照组Ⅱ则于死后24h取材。电击死组,先将兔的右前肢与左后肢分别用磷酸盐缓冲液浸湿,再缠上用磷酸盐缓冲液浸泡的湿纱布,将导线直接绕于纱布外层,接通220V交流电,直至其死亡;死后电击组先将动物从耳缘静脉注射空气50ml处死,然后按电击死组方法电击4min。取左后肢股四头肌中段,固定。用透射电镜观察骨骼肌肌小节长度变化,对所得结果进行统计学分析。 研究结果 第一部分:无电流斑电击死的形态学诊断指标研究 1.体外血细胞电击穿孔研究 电击后,即可以观察到细胞膜(红细胞与白细胞)均有穿孔,红细胞穿孔可为一个或多个,形状多为圆形或卵圆形,白细胞穿孔为多个,呈筛网状;穿孔细胞数随电击时间延长而增多。非电击组细胞则无穿孔,各类细胞形态如常。 2.无电流斑电击死兔血管内皮与血细胞穿孔以及电击死人体主动脉与肺动脉内皮的扫描电镜观察 电击死兔肺动脉与主动脉内皮细胞可见穿孔,而非电击死动物与正常对照组则未见穿孔现象。 5例电击死人体肺动脉与主动脉标本中,4例可见内皮细胞穿孔,1例内皮细胞脱失,但可见平滑肌细胞穿孔,而其他原因死亡者则无血管内皮穿孔现象。 第二部分无电流斑电击死电流通路的推断研究----无电流斑电击死免对称部位骨骼肌hsp70、c-fos、il-6mRNA表达差异 电击死组四肢骨骼肌il-6、hsp70、c-fosmRNA的水平均较对照组高,但通电肢il-6、hsp70、c-fosmRNA的水平远大于非通电肢。 第三部分:电击死与死后电击的鉴别研究 1.生前电击与死后电击骨骼肌与心肌hsp70、c-fos、il-6mRNA的表达 电击死兔的通电肢体骨骼肌及心肌hsp70、c-fos、il-6mRNA表达水平显著升高;而死后即刻电击肢体骨骼肌及心肌hsp70、c-fos、il-6mRNA水平仅轻微升高,表达微弱。 2.生前电击与死后电击骨骼肌肌小节的长度变化 生前电击与死后电击骨骼肌肌小节均缩短,但生前电击缩短的程度更甚,死后电击组与正常对照组相比,仅轻微缩短;对照组Ⅱ死后24小时肌小节显著伸长。 结论 1.交流电流可以引起构成电路的细胞穿孔; 2.电流或电场引起的细胞膜穿孔具有相对特异性; 3.主动脉与肺动脉根部内皮细胞穿孔可作为无电流斑电击死的诊断指标之一。 4.对称部位骨骼肌il-6mRNA、hsp70mRNA、c-fosmRNA的含量变化可以作为无电流斑电击死电流通路推断的一个指标。 5.骨骼肌il-6mRNA、hsp70mRNA、c-fosmRNA的含量变化和骨骼肌肌小节长度变化可以作为鉴别电击死与死后电击的一个指标。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:D919

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