氯化鈉的大鼠亞慢性毒性觀察

李光先, 劉香梅, 劉冬虹, 劉 穎, 孫 俠, 陳漢金, 郭新東, 黃宇鋒

(廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院, 廣州 511447)

氯化鈉的大鼠亞慢性毒性觀察

李光先, 劉香梅, 劉冬虹, 劉 穎, 孫 俠, 陳漢金, 郭新東, 黃宇鋒

(廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院, 廣州 511447)

目的 探索氯化鈉的大鼠亞慢性經(jīng)口毒性。方法 將80只SPF級(jí)SD大鼠按體質(zhì)量隨機(jī)分為對(duì)照組，氯化鈉低劑量組、中劑量組和高劑量組，每組20只，雌雄各半。低、中、高劑量組染毒劑量分別為100 mg/kg、500 mg/kg、1 000 mg/kg，采取灌胃方式染毒，連續(xù)染毒90 d，對(duì)照組給予純水。試驗(yàn)期間觀察大鼠臨床表現(xiàn)，記錄大鼠體質(zhì)量和攝食量，染毒結(jié)束后將大鼠麻醉，經(jīng)腹主動(dòng)脈采血分別用于檢測(cè)血液生化、血常規(guī)和電解質(zhì)。解剖主要臟器稱量臟器重量計(jì)算臟器系數(shù)并進(jìn)行組織病理學(xué)檢查。結(jié)果 試驗(yàn)結(jié)束后各組大鼠的體質(zhì)量、血常規(guī)指標(biāo)、食物利用率和臟器系數(shù)均無明顯變化(P>0.05); 血生化結(jié)果顯示，對(duì)照組與低劑量組各項(xiàng)生化指標(biāo)均無明顯變化(P>0.05)，中、高劑量組大鼠血清丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)水平低于對(duì)照組(P<0.05)，總膽紅素(TBIL)和鈣含量升高(P<0.05)。組織病理學(xué)結(jié)果顯示，中、高劑量組大鼠出現(xiàn)肝臟局灶性炎細(xì)胞侵潤、海綿狀變性和淤血，雄性大鼠出現(xiàn)腎小管鈣化、胸腺及淋巴結(jié)出血，對(duì)照組和低劑量組大鼠未見明顯病理損傷。結(jié)論 氯化鈉亞慢性經(jīng)口染毒可能引起雄性大鼠的血液循環(huán)障礙和腎臟鈣鹽沉積。

氯化鈉; 大鼠; 亞慢性毒性

氯化鈉作為各種鹽的主要成分，被廣泛用于食品工業(yè)，保健食品、化妝品行業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)和玻璃、染料、冶金等工業(yè)中。氯化鈉在日常生活中有重大的意義，在食品和保健食品中主要為調(diào)味劑和防腐劑，化妝品中主要是在高溫?zé)嵩粗信c氯化鉀和氯化鋇等配成鹽浴，醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中主要是利用其生理作用[1-3]。有研究顯示，鹽水灌胃可引起胃黏膜細(xì)胞的損害，長期過咸刺激可損傷胃黏膜導(dǎo)致黏膜萎縮，長期高鹽溶液灌胃會(huì)加劇小鼠結(jié)腸炎，而高鹽則是損害利尿、腎臟和全身血管反應(yīng)性以及高血壓的誘因[4,5]。因此其安全性極為重要。目前有關(guān)氯化鈉的研究甚多，其急性毒性和短期毒性資料較為明確，但是亞慢性毒性和長期毒性資料較少，且說法不一。因此，本研究通過亞慢經(jīng)口性毒性試驗(yàn)對(duì)氯化鈉的亞慢性經(jīng)口毒性進(jìn)行探討，完善其毒理學(xué)相關(guān)資料。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

SPF級(jí)SD大鼠80只, 6～8周齡, 雌雄各半, 購自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心[SCXK(粵2013-0002)。飼養(yǎng)于廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院毒理實(shí)驗(yàn)室[SYXK (粵)2014-0137]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)經(jīng)廣州質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院動(dòng)物福利和倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 主要儀器與試劑

QUINTIX5102-1CN電子天平，德國賽多利斯公司; XT-2000i型全自動(dòng)五分類細(xì)胞分析儀，日本Sysmex公司; SA-6000型電解質(zhì)分析儀，上海科華生物工程股份有限公司; 7020型日立動(dòng)生化分析儀，日本Hitachi 公司。氯化鈉(批號(hào)18012288H)，湖南省輕工鹽業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司。

1.3 試驗(yàn)方法[6]

將80只大鼠按體質(zhì)量隨機(jī)分為對(duì)照、低、中、高劑量4個(gè)組，每組20只，雌雄各半。低、中、高劑量組染毒劑量為100 mg/kg、500 mg/kg和1 000 mg/kg的氯化鈉溶液，按10 mL/kg連續(xù)灌胃90 d，對(duì)照組采用同樣方法給予純水。低劑量為略高于日常使用的生理鹽水的劑量，中劑量為我國推薦標(biāo)準(zhǔn)中人食用氯化鈉量折合為大鼠的劑量，高劑量為中劑量的2倍。試驗(yàn)期間每日觀察大鼠的臨床表現(xiàn)，每周稱量體質(zhì)量和飼料消耗，并計(jì)算飼料利用率。試驗(yàn)中期(45 d)經(jīng)眼眶靜脈采血檢測(cè)血常規(guī)和血生化。末期(90 d結(jié)束)麻醉后經(jīng)腹主動(dòng)脈采集血液測(cè)定血常規(guī)，血液生化和電解質(zhì)指標(biāo)。對(duì)大鼠施行安死術(shù)后，分離腦、心、肝、脾、腎、腎上腺、胃、腸、胸腺、淋巴結(jié)、附睪、卵巢、睪丸或子宮等臟器，稱量臟器濕重計(jì)算臟器系數(shù)。將臟器置于體積分?jǐn)?shù)10%甲醛溶液中固定，做組織病理學(xué)檢查。

1.4 檢測(cè)指標(biāo)

血常規(guī)指標(biāo)包括白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)(RBC)、血紅蛋白(Hb)、紅細(xì)胞比容(HCT)、血小板數(shù)(PLT)、中性粒細(xì)胞(GR%)、淋巴細(xì)胞(LY%)、單核細(xì)胞(MO%)、嗜酸性細(xì)胞(EO%); 血液生化指標(biāo)包括丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素氮(BUN)、血液肌酐(CRE)、總膽紅素(TBIL)、血糖(GLU)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(GHO); 血清電解質(zhì)指標(biāo)包括K+、Na+、Cl-、Ca、P。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果

2.1 一般臨床表現(xiàn)及體質(zhì)量、臟器系數(shù)變化

對(duì)照組和各染毒組所有大鼠在整個(gè)試驗(yàn)過程中未見明顯中毒癥狀，試驗(yàn)期內(nèi)無大鼠死亡。整個(gè)試驗(yàn)期間，各染毒組大鼠體質(zhì)量、飼料消耗較對(duì)照組無差異(P>0.05), 各組試驗(yàn)?zāi)w質(zhì)量雌性分別為329.4±36.9 g、339.2±33.5 g、325.9±32.5 g和326.9±28.9 g; 雄性分別為615.0±44.0 g、611.8 ±47.0 g、588.8±53.2 g和627.1±42.7 g。飼料消耗雌性分別為1813.4±113.5 g、1842.0±102.8 g、1796.0±34.8 g和1848.0±55.2 g；雄性分別為2771.8±150.1 g、274709±106.5 g、2649.8± 234.1 g和2833.5±162.5 g。染毒結(jié)束后大鼠的腦、心臟、肝臟、脾臟、腎臟、睪丸/子宮的臟器系數(shù)較對(duì)照組無明顯差異(P>0.05), 如腦系數(shù)雌性分別為0.60±0.09、0.61±0.07、0.63±0.03和0.60±0.06；雄性分別為0.36±0.03、0.36± 0.02、0.37±0.04和0.34±0.02。腎系數(shù)雌性分別為0.60±0.04、0.60±0.04、0.61±0.06和0.63±0.05; 雄性分別為0.58±0.05、0.56±0.05、0.57±0.04和0.61±0.06。

2.2 血液學(xué)變化

試驗(yàn)中期, 各染毒組大鼠血液學(xué)指標(biāo)較對(duì)照組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。染毒結(jié)束后, 中劑量組雄性大鼠血液中WBC較低劑量組升高(P<0.05), 低劑量組雌性大鼠血液中Hb含量高于對(duì)照組(P<0.05);其余指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表1)。

表1 氯化鈉對(duì)大鼠血液學(xué)指標(biāo)的影響

2.3 血液生化變化

試驗(yàn)中期各染毒組大鼠血生化指標(biāo)較對(duì)照組無差異(P>0.05)。染毒結(jié)束后，各染毒組雌雄大鼠血清中ALT和AST均低于對(duì)照組，且中、高劑量組較低劑量組減少(P<0.05); 低劑量組雄性大鼠血清中ALP含量高于其余三個(gè)組(P<0.05); 雌性中，高劑量組和雄性高劑量組大鼠血清中GLU含量均高于對(duì)照組(P<0.05); 低劑量組雌性大鼠血清中BUN含量高于對(duì)照組(P<0.05); 中、高劑量組大鼠血清TBIL高于對(duì)照組和低劑量組(P<0.05); 其余指標(biāo)差異不明顯(P>0.05)(表2)。

2.4 血清電解質(zhì)變化

試驗(yàn)?zāi)┢? 中、高劑量組雄大鼠血清中總鈣含量均高于對(duì)照組(P<0.05), 其余指標(biāo)無差異(P>0.05) (表3)。

2.5 病理組織學(xué)檢查

染毒結(jié)束后，對(duì)照組和染毒組大鼠的肝臟、腎臟、胸腺和淋巴結(jié)均有出現(xiàn)不同程度的病理改變。且中、高劑量組大鼠的肝臟局灶炎細(xì)胞浸潤、海綿狀變性和淤血大鼠數(shù)明顯增加，且雄性大鼠腎小管鈣化、胸腺及淋巴結(jié)出血發(fā)生率顯著升高(P<0.05)(表4、圖1、圖2)。

3 討論

本文結(jié)果表明, 不同劑量的氯化鈉染毒90 d后對(duì)大鼠的的體質(zhì)量、食物利用率、臟器濕重和臟器系數(shù)均無影響; 染毒結(jié)束時(shí)中、高劑量組部分血象指標(biāo)與對(duì)照組相比, 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義, 但并未表現(xiàn)出劑量-反應(yīng)關(guān)系, 且AST、ALT、和CRE含量降低不存在生物學(xué)意義, 血清中ALP、BUN和GLU變化在SD大鼠正常范圍內(nèi)[7-10]。血象生化檢測(cè)上,與對(duì)照組比較, 中劑量組雄性大鼠WBC升高和低劑量組雌性大鼠Hb含量增加, 但變化均在SD大鼠正常范圍內(nèi)[11]。中、高劑量組大鼠血清TBIL高于對(duì)照組和低劑量組。膽紅素是肝功能敏感性指標(biāo), 當(dāng)肝細(xì)胞發(fā)生病變，膽紅素不能正常地轉(zhuǎn)化成膽汁以及因肝細(xì)胞腫脹使肝內(nèi)的膽管受壓，排泄膽汁受阻使血中的膽紅素升高, 以此TBIL升高提示有肝功能的異常或肝膽病變[12,13]。同時(shí)組織病理學(xué)檢查顯示,中、高劑量組大鼠的肝臟局灶炎細(xì)胞浸潤、海綿狀變性和淤血大鼠數(shù)明顯增加，肝臟病變率分別為65%和70%。

表2 氯化鈉對(duì)大鼠血清生化指標(biāo)的影響

表3 氯化鈉對(duì)大鼠血清電解質(zhì)的影響 mmol/L

表4 氯化鈉灌胃90 d后大鼠的臟器病理改變分布

圖1 氯化鈉灌胃90 d后大鼠肝臟的病理損傷 (HE×50)

圖2 氯化鈉灌胃90 d后大鼠腎臟、胸腺和淋巴結(jié)的病理損傷 (HE×50)

電解質(zhì)檢測(cè)結(jié)果表明，中、高劑量組雄性大鼠血清總鈣含量高于對(duì)照組和低劑量組。鈣攝入增多、血鈣生成增多和腎功能不全均可導(dǎo)致血鈣含量升高，其中腎功能不全導(dǎo)致尿鈣排出減少而引起血鈣升高，最終導(dǎo)致高血鈣癥[14]。組織病理學(xué)檢查顯示，中、高劑量組雄性大鼠腎小管鈣化發(fā)生率顯著增加，腎臟病變率分別為40%和60%。高鈣血癥可造成腎組織和功能損，當(dāng)血鈣恢復(fù)正常后腎臟病變和功能障礙仍繼續(xù)存在，但是腎臟X線片上可顯示鈣質(zhì)在腎臟內(nèi)廣泛沉積成為腎鈣化癥。腎鈣化癥的原因，一般認(rèn)為長期高鈣血癥，使鈣在腎內(nèi)廣泛沉積[15,16]。本文結(jié)果表明，大鼠血鈣升高，同時(shí)出現(xiàn)腎小管鈣化病變。因此當(dāng)大鼠長期使用劑量大于500 mg/kg體質(zhì)量的氯化鈉時(shí)可能引起腎臟鈣鹽沉積而導(dǎo)致腎鈣化。

組織病理學(xué)檢查顯示，中、高劑量組雄性大鼠胸腺及淋巴結(jié)出血發(fā)生率顯著升高，中劑量組胸腺出血率為30%，淋巴結(jié)出血率為40%; 高劑量組胸腺出血率為50%，淋巴結(jié)出血率為30%。胸腺是造血器官，臨床研究表明正常胸腺內(nèi)發(fā)生特發(fā)性胸腺出血的病因?qū)W至今不明，這可能涉及特發(fā)性胸腺出血的原發(fā)性病因?qū)W[17,18]。淋巴結(jié)是重要的免疫器官，其出血常見于炎癥并伴隨淋巴結(jié)腫大[19]。

綜上, 氯化鈉亞慢性經(jīng)口劑量高于500 mg/kg體質(zhì)量時(shí)可能引起雄性大鼠的胸腺以及淋巴結(jié)血液循環(huán)障礙和腎臟鈣鹽沉積。其相關(guān)機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

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The Sub-chronic Toxicity of Sodium Chloride in Rats

LI Guang-xian, LIU Xiang-mei, LIU Dong-hong, LIU Yin, SUN Xia, CHEN Han-jin, GUO Xin-dong, HUANG Yu-feng
(Guangzhou Quality Supervision and Testing Institute, Guangzhou 511447, China)

ObjectiveTo explore the sub-chronic toxicity of sodium chloride on rat by oral gavage .MethodsEighty SPF SD rats were randomly divided into control, low-dose, middle-dose and highdose groups with half male and half female. The treatment groups were exposed to sodium chloride (low-dose group with 100 mg/kg, middle-dose with 500 mg/kg and high-dose group with 1 000 mg/kg) and the control group were exposed with pure water by oral gavage for continuous 90 days. Clinical observations, daily diet consumption and body weight of rats in each group were recorded during exposure. After exposure completed, the rats were anesthetized and blood samples were collected from abdominal aorta to test the routine blood indexes, serum biochemistry and plasma electrolytes. The main organs were dissected and weighed to calculate the organ coefficients. Histopathology changes of main organs were observed by microscopy .ResultsThere were no difference in body weight, blood routine index, daily ration and organ coefficients between all groups (P>0.05). Serum biochemistry examination showed that, compared with the control group, the ALT and AST were decreased (P<0.05) while the TBIL and calcium content were increased (P<0.05) in middle-dose and high-dose groups. In the pathological examination of rats, pathological changes of spongy degeneration, congestion, necrosis and infiltration of liver were found in some rats in middle-dose and high-dose groups. And some male rats in middle-dose and high-dose groups also found renal?tubular calcification, thymic hemorrhage and bleeding tendency of lymph nodes. No changes of biological significance were found in the serum biochemistry examination in the control and low-dose group. No pathological lesion can been seen in the control and low-dose group .ConclusionThe sub-chronic toxicity of sodium chloride by oral administration can cause blood circulatory disorder and renal deposition of calcium salt in male rat.

Sodium chloride; Rats; Sub-chronic toxicity

Q95-33

A

1674-5817(2017)03-0214-06

10.3969/j.issn.1674-5817.2017.03.008

2017-02-20

李光先(1987-), 女, 碩士, 技術(shù)員。從事環(huán)境與職業(yè)毒理學(xué)方面研究。E-mail:1033193315@qq.com

黃宇鋒, 碩士, 高級(jí)工程師。E-mail: 78649403@qq.com