噪聲污染對(duì)大鼠血激素和Hsp-70水平的影響

俞發(fā)榮，郭蘊(yùn)萱，連秀珍，謝明仁，李登樓，陳望軍，楊博，張?jiān)娝?/p>

(甘肅政法學(xué)院 甘肅省證據(jù)科學(xué)技術(shù)研究與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730070)

在科技迅猛發(fā)展的今天，人們時(shí)時(shí)處處都可能被噪聲所包圍，噪聲已成為污染環(huán)境的因素之一。噪聲污染不僅影響著人們的生活質(zhì)量[1]和身心健康[2]，而且嚴(yán)重影響著生態(tài)系統(tǒng)的功能[3]。近年來的研究結(jié)果表明，噪聲污染能引起機(jī)體熱休克蛋白合成增加[4]，導(dǎo)致機(jī)體損傷[5]。為了探索噪聲污染對(duì)人類健康的影響，參考《中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法》城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)(0類標(biāo)準(zhǔn)：適用于療養(yǎng)區(qū)，高級(jí)別墅區(qū)，高級(jí)賓館區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域，晝間<50 dB；2類標(biāo)準(zhǔn)：適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)， 晝間<60 dB； 4類標(biāo)準(zhǔn)：適用于城市中的道路交通干線道路兩側(cè)區(qū)域，晝間<70 dB)[6]，選用35、65、85 dB 噪聲刺激Wistar大鼠，檢測分析噪聲污染對(duì)Wistar大鼠血激素水平和熱休克蛋白-70表達(dá)的影響，為預(yù)防治理噪聲污染和修訂環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

l.1實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

SPF級(jí)Wistar 大鼠，雄性，體重170～180 g，6周齡。由甘肅中醫(yī)藥大學(xué)科研實(shí)驗(yàn)中心提供【SCXK (甘)2015-0001】，在甘肅政法學(xué)院SPF級(jí)實(shí)驗(yàn)室完成【SYXK (甘)2015-0006】。本實(shí)驗(yàn)所有操作均符合中華人民共和國《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》規(guī)定，按3R原則給予實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用的人道關(guān)懷(倫理委員會(huì)審批號(hào)碼:GZF-2017-003)。

1.1.2 試劑與儀器

去甲腎上腺素 (noradrenaline, NA),睪酮 (testosterone, T)，多巴胺(dopamine, DA)，熱休克蛋白-70 (heat shock proteins，HSP-70) 檢測試劑盒，購于上海生物科技開發(fā)公司。UFX 7103 AAW音頻信號(hào)發(fā)生器，上海電子教學(xué)儀器廠；TES-1352S 低頻聲計(jì)儀，泰仕電子工業(yè)股份有限公司； MK3-酶標(biāo)儀，上海儀器有限公司；電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠生產(chǎn)；噪聲刺激盒(自制)，長∶寬∶高=50 cm∶45 cm∶55 cm，用木質(zhì)五合板制成，內(nèi)層包泡沫塑料用以隔音，頂部蓋裝微孔攝像頭1個(gè)，揚(yáng)聲器2個(gè)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將SPF級(jí)雄性Wistar 大鼠按抓鬮法分為4組，每組10只動(dòng)物。對(duì)照組：正常飼養(yǎng)，不給噪聲刺激；實(shí)驗(yàn)組 (分為35、65、85 dB三個(gè)組)。實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物在8:30-11:30分別給予相應(yīng)的噪聲刺激，每次30 min，每天1次，共20 d。實(shí)驗(yàn)第21天，用乙醚麻醉，無痛手術(shù)，從心臟采血，血液離心2000 r/min，15 min，取上清用去甲腎上腺素、睪酮、多巴胺、熱休克蛋白-70試劑盒測定其吸光度(A)。分別以去甲腎上腺素、睪酮、多巴胺、熱休克蛋白-70標(biāo)準(zhǔn)液濃度為橫坐標(biāo)，吸光度(A)為縱坐標(biāo)做標(biāo)準(zhǔn)曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線回歸方程為：

NA標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線回歸方程為：Y=3.2×10-3x + 1.34×10-2，R2=0.9989；

T標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線回歸方程為：Y=2.2×10-3x + 5.22×10-2，R2=0.9991；

DA標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線回歸方程為：Y=4.0×10-4x + 9.0×10-3，R2=0.9998；

Hsp-70標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線回歸方程為：Y=1.1×10-3x + 3.24×10-1， R2=0.9981。分別將各組大鼠血吸光度值代入直線回歸方程，計(jì)算出NA、T、DA、HSP-70值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)組Wistar大鼠的一般狀況

實(shí)驗(yàn)組大鼠在刺激開始出現(xiàn)驚嚇狀態(tài)，活動(dòng)減少，隨著刺激的持續(xù)，大鼠出現(xiàn)騷動(dòng)，撕咬盒壁，攀爬等焦躁不安狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)后期體重明顯減輕，體毛倒豎。

2.2 噪聲污染對(duì)大鼠體重的影響

連續(xù)給予Wistar大鼠35、65、85 dB噪聲刺激第1～5 天，體重變化不明顯；噪聲刺激第6～10天，體重比對(duì)照組分別減輕了9.91%、16.25%、17.33%，差異有顯著性(P<0.05)；第11～15天，大鼠體重比對(duì)照組分別減輕了23.45%、30.13%、35.64%，差異有顯著性(P<0.01)。(圖1)

2.3 噪聲污染對(duì)Wistar大鼠血激素水平的影響

分別給予Wistar大鼠35、65、85 dB噪聲連續(xù)刺激20 d檢測，血NA水平比對(duì)照組分別升高了35.08%、171.52%、197.86%，差異有顯著性(P<0.01)；血T水平比對(duì)照組分別降低了9.12%、20.06%、37.99%，差異有顯著性(P<0.05～0.01)。血DA水平比對(duì)照組分別降低了15.49%、18.31%、24.88%，差異有顯著性(P<0.05～0.01)；血Hsp-70水平比對(duì)照組分別升高了39.34%、195.09%、285.25%，差異有顯著性(P<0.01)。圖2。

注：與對(duì)照組比：*P<0.05，**P<0.01。下圖同。圖1 噪聲污染對(duì)大鼠體重的影響Note.*P<0.05,**P<0.01，vs the control group.(The same in the following Fig)Fig.1 Effect of noise on body weight of the rats

圖2 噪聲污染對(duì)大鼠血激素和Hsp-70水平的影響Fig.2 Effect of noise pollution on the blood hormone and Hsp-70 levels in the rats

3 討論

噪聲污染在直接損傷聽力[7]的同時(shí)，通過下丘腦-垂體-腎上腺軸[8]引起體內(nèi)激素升高[9]，多巴胺水平降低[10]，導(dǎo)致心血管系統(tǒng)損傷[11]或病變[12]；通過下丘腦-垂體-性腺軸引起生殖系統(tǒng)損傷[13]，熱休克蛋白水平升高[14]，性機(jī)能紊亂[15]，雄性激素(睪酮)水平降低[16]。宋世震等[17]選擇48名生產(chǎn)性噪聲污染工人為觀察組，同一工廠不接觸噪聲或其他毒物的47 名工人為對(duì)照組，觀察組經(jīng)91.5 dB噪聲污染8 h后測定，觀察組血清中去甲腎上腺素水平(230.56 ng/L)比對(duì)照組(164.68 ng/L)升高了40.00%。本文研究結(jié)果表明，噪聲污染使大鼠血去甲腎上腺素水平明顯升高 (P<0.01)，多巴胺水平降低。多巴胺水平降低的原因可能是噪聲刺激神經(jīng)系統(tǒng)，使大量的多巴胺經(jīng)多巴胺β-羥化酶催化生成去甲腎上腺素。熱休克蛋白-70具有抗應(yīng)激、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、抗氧化、參與機(jī)體免疫等生物學(xué)功能[18]。熱休克蛋白-70 的誘導(dǎo)合成是機(jī)體對(duì)抗不良環(huán)境因素的一種保護(hù)性應(yīng)激反應(yīng)。但當(dāng)刺激強(qiáng)度過強(qiáng)或刺激時(shí)間過長，就會(huì)引起HSP-70的高度表達(dá)，導(dǎo)致機(jī)體損傷。噪聲污染使大鼠血熱休克蛋白-70水平隨噪聲刺激強(qiáng)度的增加而升高[19]，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果一致。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，給予Wistar大鼠低于環(huán)境噪聲0類標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的噪聲(35 dB)刺激也能引起血激素水平和熱休克蛋白-70表達(dá)異常甚至導(dǎo)致機(jī)體損傷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為研究預(yù)防噪聲污染和修訂噪聲污染標(biāo)準(zhǔn)提供參考依據(jù)。

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