三聚氰胺對 SD大鼠內臟器官損害的實驗研究*

陳 嘉 張 薇 鄒移海 張鐘廣 符路娣 伍軍軍 桑傳蘭 廣州中醫藥大學(廣州 510405)

2008年 9月,我國爆發三鹿牌嬰幼兒奶粉受污染事件,導致數以萬計的嬰幼兒患上三聚氰胺泌尿系結石。三聚氰胺除了造成泌尿系結石外,是否有可能積聚在心、肝、脾、肺等器官,并造成損害?為此我們觀察了三聚氰胺對大鼠的心、肝、脾、肺、腎的毒性。

1 材料與方法 1.1 實驗動物和實驗環境 60日齡SPF級 SD大鼠 100只,雌雄各半,體質量 180～ 220g,由廣州中醫藥大學實驗動物中心提供,合格證號:粵監證字2008A002。動物實驗在廣州中醫藥大學實驗動物中心屏障環境動物實驗設施進行,合格證號:粵監證字 2008C063,實驗期間動物自由采食和飲水。

1.2 藥物 三聚氰胺由河南駿化發展股份有限公司生產,經廣東出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心食品實驗室檢測,證實送檢樣品為三聚氰胺,純度 88%,檢測報告證書編號:4400/0805004。甲基纖維素(廣州器化醫療設備有限公司進口分裝 )。

1.3 分組與造模 隨機將 SD大鼠分成 10組 ,8個給藥組和空白對照組、溶媒體對照組 ,每組 10只大鼠,均為雌雄各半。 給藥 8個組分別按照 0.05、 0.1、 0.2、 0.3、 0.4、0.5、1.0、1.5g/kg劑量連續灌胃三聚氰胺,溶媒體對照組灌胃 10g/L甲基纖維素蒸餾水 2mL/只 /d。空白對照組灌胃蒸餾水 2mL/只 /d。給藥時間 20d。

1.4 觀察指標 1.4.1 臟器質量和指數的觀察:連續給藥 20d,乙醚麻醉后切開頸部血管放血,解剖觀察和取材 ,稱量腎臟、膀胱、心臟、肺臟、肝臟和脾臟的質量,計算臟器指數。

1.4.2 病理組織學觀察:取心、肝、脾、肺用 95%的乙醇固定,腎臟用 10%的甲醛固定送檢。

1.5 統計學方法 采用 SPSS10.0統計軟件進行統計學處理,使用單因素方差分析,LSD-t檢驗。

2 結 果 2.1 各組大鼠左腎、右腎、膀胱和心臟的臟器指數比較 結果表明,0.5、1.0、1.5g? kg-1組左腎和右腎臟器指數明顯增加,是空白對照組的 2～ 4倍左右 (P＜0.01)。 0.5、1.0、1.5g? kg-1組膀胱臟器指數略有增加 ,差別無統計學意義 ,詳見表 1。

表1 各組大鼠臟器指數比較表(±s,n=10)

表1 各組大鼠臟器指數比較表(±s,n=10)

注:與溶媒體對照組比較,△P＜0.01;與空白對照組比較,▲P＜0.01。

組 別 給藥劑量(g?kg-1) 左腎指數 右腎指數 膀胱指數 心臟指數給藥 1組給藥 2組給藥 3組給藥 4組給藥 5組給藥 6組給藥 7組給藥 8組溶媒體對照組空白對照組1.5 1.0 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.05 00 1.04± 0.13△▲1.17± 0.18△▲1.18± 0.14△▲0.36±0.05 0.33±0.02 0.33±0.03 0.35±0.02 0.35±0.03 0.34±0.02 0.35±0.03 1.00± 0.10△▲1.12± 0.20△▲1.15± 0.11△▲0.37±0.05 0.34±0.09 0.34±0.03 0.36±0.01 0.36±0.04 0.36±0.02 0.36±0.03 0.07±0.01 0.07±0.01 0.07±0.01 0.04±0.08 0.04±0.01 0.04±0.01 0.04±0.01 0.05±0.02 0.05±0.01 0.04±0.01 0.38±0.05 0.37±0.05 0.38±0.03 0.34±0.02 0.36±0.05 0.36±0.02 0.37±0.04 0.36±0.04 0.34±0.04 0.36±0.04

2.2 各組大鼠左肺、右肺、肝臟和脾臟臟器指數比較 結果表明,給藥 1.0g? kg-1組左肺臟器指數與溶媒體對照組、空白對照組比較,0.5、1.5g? kg-1組與溶媒體對照組比較,均有非常顯著差異(P＜0.01)。0.5、1.0g? kg-1組肝臟指數高于溶媒體對照組和空白對照組(P＜0.01)。0.5、1.0g? kg-1組脾臟指數高于溶媒體對照組和空白對照組。詳見表 2。

表2 各組大鼠連續給藥 20d臟器指數比較表(±s,n=10)

表2 各組大鼠連續給藥 20d臟器指數比較表(±s,n=10)

注:與溶媒體對照組比較,△P＜0.01;與空白對照組比較,▲P＜0.01。

組 別 給藥劑量(g?kg-1) 左肺指數 右肺指數 肝臟指數 脾臟指數給藥 1組給藥 2組給藥 3組給藥 4組給藥 5組給藥 6組給藥 7組給藥 8組溶媒體對照組空白對照組1.5 1.0 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.05 00 0.28± 0.04△0.34± 0.08△▲0.29± 0.05△0.24±0.05 0.23±0.04 0.22±0.03 0.23±0.04 0.24±0.04 0.22±0.03 0.26±0.04 0.31±0.04 0.33±0.07 0.31±0.06 0.29±0.06 0.28±0.05 0.26±0.03 0.28±0.03 0.29±0.05 0.27±0.05 0.29±0.06 3.75± 0.62△▲3.97± 0.36△▲3.84± 0.36△▲3.05±0.29 3.00±0.22 2.97±0.08 3.27±0.26 3.20±0.24 3.29±0.25 3.08±0.22 0.25±0.04 0.30± 0.06△▲0.27± 0.03△▲0.23±0.03 0.21±0.03 0.21±0.02 0.22±0.02 0.21±0.02 0.22±0.04 0.21±0.04

2.3 心、肝、脾、肺、腎、膀胱病理組織形態學觀察 2.3.1三聚氰胺對腎臟病理組織形態的影響:溶媒體對照組和空白對照組光鏡下見腎小球結構清晰,未見明顯腫脹、萎縮和纖維化;0.5、1.0、1.5g? kg-1組腎皮質腎小管灶性凝固性壞死或水樣變性,部分粘膜破壞(圖 1)。

圖1 給藥高劑量組腎臟:腎小管灶性壞死,部分腎小管上皮細胞刷狀緣脫落,細胞扁平,管腔內見細胞碎片及顆粒管型,腎間質可見炎癥細胞浸潤,間質及小管內見棕褐色結晶,腎髓質間質少量細胞碎片及炎癥細胞浸潤,間質及小管內見棕褐色結晶 (HE10× 10)。

2.3.2 三聚氰胺對膀胱病理組織形態的影響:溶媒體對照組和空白對照組的膀胱,在光鏡下見大鼠膀胱壁粘膜上皮均由2～ 4層移行上皮組成,細胞扁平大小一致,排列有序,核圓形,粘膜細胞核漿比例 1∶4～ 6。實驗組膀胱壁未見炎性細胞浸潤及異常增生。

2.3.3 三聚氰胺對肝臟病理組織形態的影響:溶媒體對照組和空白對照組光鏡下見肝小葉結構清楚。 0.5、1.0、1.5g?kg-1組,肝細胞胞質有輕度水樣變性。詳見圖 2。

2.3.4 三聚氰胺對脾臟病理組織形態的影響:溶媒體對照組和空白對照組光鏡下見脾臟白髓與紅髓比例大致正常。0.5、1.0、1.5g? kg-1組脾血竇中度擴張、瘀血。詳見圖 3。

2.3.5 三聚氰胺對心臟病理組織形態的影響:溶媒體對照組和空白對照組光鏡下未見組織壞死及炎癥反應。實驗組心肌鏡下觀察無異常變化。詳見圖 4。

圖2 給藥高劑量組肝臟:肝血竇內可見肝巨噬細胞及扁平的內皮細胞;小葉間靜脈、小葉間動脈及小葉間膽管,有極少量的炎癥細胞浸潤(HE× 40)。

圖3 給藥高劑量組脾臟:脾索和脾血竇其內細胞和網狀纖維增多,可見淋巴細胞、漿細胞、巨噬細胞和較多含鐵血黃素細胞。脾血竇中度擴張、瘀血(HE10×40)。

圖4 心:心內膜、心肌及心外膜三層結構清晰可見,未見組織壞死及炎癥反應。心肌纖維互相連結成網狀,心肌纖維體積正常 ,縱紋清晰,間質血管未見明顯擴張充血,周圍未見明顯炎癥細胞浸潤(HE 10× 20)。

2.3.6 三聚氰胺對肺臟病理組織形態的影響:溶媒體對照組和空白對照組光鏡下見肺組織結構基本正常,未見明顯的炎癥細胞。 0.5、1.0、1.5g? kg-1組細支氣管管周淋巴細胞稍增多;局部肺泡間隔稍增寬,肺泡腔內見少量的炎癥細胞浸潤。詳見圖 5。

圖5 給藥高劑量組肺臟:局部肺間隔稍增寬,肺泡腔內見少量的炎癥細胞浸潤(HE10×20)。

3 討 論 鄧鐵濤教授提出中醫“五臟相關”理論學說[1],融匯了中醫陰陽五行、藏象、經絡病因和病機等學說的精華,從中提煉出更符合中醫臨床應用的理論,通過“五臟相關”將人的整體有機地聯系起來,以五臟為核心,統屬六腑、五體、九竅、五華,這是對中醫理論研究的重大突破。

“五臟相關”學說[1]指出:在人體大體系統中,心、肝、脾、肺、腎及其相應的六腑、四肢、皮毛、筋、脈、肉、五官、七竅等組織分別組成五個臟腑系統,在生理情況下,本臟腑系統內部、臟腑系統與臟腑系統、臟腑系統與人體大系統之間、臟腑系統與自然界、社會之間,存在著橫向、縱向和交叉的多維聯系,相互促進與制約,以發揮不同的功能,協調機體的正常活動;在病理情況下,五臟系統又互相影響。三聚氰胺對機體的損害,不但包括形成腎、膀胱、輸尿管結石和組織器官損害,同時,也要考慮腎臟與心、肝、脾、肺的相關性;本研究以三聚氰胺連續給藥 SD大鼠20d,稱量心、肝、脾、肺、腎質量,計算臟器指數,觀察病理組織形態學,從“五臟相關”的角度,觀察三聚氰胺經脾胃受納運化后,在五臟分布情況以及之間的損害傳變。

臟器指數的變化常可較好地反映化學毒物對該臟器的毒性綜合情況[2];臟器指數加大,可能是充血、水腫、增生肥大性變化等病變。本研究顯示 ,0.5、1.0、1.5g? kg-1組出現腎臟臟器指數增大,表明腎臟可能有充血、水腫、增生肥大性變化等病變。給藥 0.5、1.0、1.5g? kg-1組左肺臟器指數增大,表明肺臟也可能存在充血、水腫、增生肥大性變化等病變;0.5、1.0、1.5g?kg-1組大鼠肝、脾臟器指數高于空白和溶媒體對照組,表明肝、脾可能有充血、水腫、增生肥大性變化等病變,且與劑量呈正相關趨勢。

病理組織學觀察顯示給藥組腎、肝、脾、肺表現不同程度的組織損害病變 ,與有關文獻報道相似[3-6]。對 SD大鼠機體的損害表現以腎臟病變和膀胱、輸尿管結石為主的損害,與有關報道[7]認為泌尿系是三聚氰胺的主要排泄器官和毒性靶器官比較吻合。目前,尚沒有報道三聚氰胺對泌尿系器官以外臟器的毒性作用,本研究發現三聚氰胺對肝、脾、肺組織均有不同程度損害,但以腎臟為主。由此說明三聚氰胺主要損害腎臟,引起腎的病變 ,也可能波及到肝、脾、肺。中醫認為:腎乃先天之本,生精、生血、生骨、生髓。腎與心、肝、脾、肺相生相克,生理、病理互為相關。腎為水臟,腎與心,心為火臟,二者共為水火既濟關系,腎水有病必殃及心臟,而心臟有疾也會影響腎臟。腎與肺,肺為金臟,金水相生,則肺為腎水之上源,二者共為母子 ,肺為腎之母,腎為肺之子。腎與肝,肝為木臟,水木相生,涵養共勉,二者共為母子,腎為母,肝為子。因此心、肝、脾、肺、腎五臟不是孤立的臟器 ,而是關系密切的一個功能系統,循五行的生克制化,患病則可相互傳變,本臟之病可以傳至他臟,他臟之病亦可以傳于本臟。本研究三聚氰胺引起以腎為主的多臟器損害印證了五臟相關理論。

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