氣體甲醛吸入對小鼠肝組織的毒性作用

摘要：文章探討氣態甲醛吸入對小鼠肝臟的毒性作用。將40只雄性昆明小鼠隨機分成4組，每組10只。采用相對密閉空間吸入甲醛染毒的方法，每天上午10：00在密室中放上不同濃度的甲醛溶液，連續處理6周后處死小鼠，肉眼觀察實驗鼠行為、體征變化，病理切片觀察肝臟組織的改變，稱量小鼠體重，計算其體重增加情況以及死亡率。與對照組相比，染毒小鼠出現明顯的病理變化，肝臟表面出現壞死斑點，肝細胞濁腫、胞漿疏松化，小鼠的體重增加率及存活率均有所下降。實驗證明了甲醛對小鼠肝臟組織及細胞具有毒性作用，且吸入劑量越大，其毒性效應越顯著。

關鍵詞： 甲醛；肝臟；毒性作用

*基金：渭南市自然科學基金項目 （2013JCYJ-16）。

作者簡介：李亞琳（1968-），女，陜西渭南人，醫學博士，渭南師范學院副教授，主要研究方向為腫瘤基因治療。【中圖分類號】R114【文獻標識碼】A【文章編號】1672-8602（2014）02-0011-02

甲醛（Formaldehyde）是一種重要的化工原料和有機溶劑，無色、有刺激性氣味的氣體，廣泛用于制造樹脂、塑料、橡膠、染料和油漆等[1]。近年來，隨著人們生活水平的提高，家居裝修頻繁，室內空氣污染變得嚴重，尤其以甲醛污染最為嚴重。因此甲醛對健康的危害已引起了廣泛的關注，大量實驗研究表明，甲醛能引起全身多系統的損害，并對內臟器官（肝臟、腎臟等）產生毒害作用，甚至癌變[2-4]。人對甲醛的嗅覺閾值濃度時0.06-0.07mg/m3，甲醛在空氣中的質量濃度達到1.2mg/m3時，即能嗅出，2.4-2.6mg/m3時，開始出現刺激癥狀。一次吸入甲醛10-20mg即能致死，室內甲醛含量達到30mg/m3時可立即使人致死[5]。本實驗通過研究氣體甲醛吸入對小鼠肝組織的毒害情況，并制作石蠟切片觀察小鼠肝組織的病理性變化，探討氣體甲醛對小鼠的肝臟組織的毒性影響。

1材料與方法

1.1實驗材料：（1）實驗動物： 雄性昆明鼠，4周齡，體重為34～39g，購于第四軍醫大學。實驗期間小鼠自由飲水、進食。（2）實驗試劑： 生理鹽水、4%甲醛溶液、伊紅、蘇木精、70%乙醇溶液、80%乙醇溶液、95%乙醇溶液、無水乙醇、蛋白甘油、鹽酸乙醇 、二甲苯、石蠟 、中性樹膠等。（3）實驗儀器： 超凈工作臺、恒溫箱、電子天平、解剖工具一套 、染缸、切片機、恒溫箱、烤片機、光學顯微鏡、電子顯微成像儀、培養皿、脫脂棉、載玻片、蓋玻片、標本瓶、小木塊、蠟帶盒等。

1.2實驗方法

1.2.1 染毒室的準備： 準備四個相同的小鼠飼養箱，長27cm，寬16cm，高13cm，箱蓋用保鮮膜封閉。四個箱子均置于超凈工作臺上，將四個大小相同的培養皿放入四個飼養箱中，分別鋪上一層脫脂棉，每天給其中三個培養皿上注射1.0ml的甲醛溶液，保證飼養箱中甲醛的濃度，剩余一個培養皿注射1.0ml生理鹽水。

1.2.2甲醛染毒過程： 本實驗過程中使小鼠全天暴露在甲醛環境中，觀察小鼠形態特征，制作肝組織切片觀察病理情況。（1）實驗分組：將40只小鼠隨機分為4組，每組10只，分別為對照組，低濃度組（25%）、中濃度組（50%）、高濃度組（75%）三個實驗組。每天小鼠自由活動、進食。（2）染毒過程：整個過程均在超凈工作臺中進行，每天將1.0ml 25%、1.0ml 50%、1.0ml 75%甲醛分別注入低、中、高三個飼養箱的培養皿中，1.0ml 生理鹽水注入對照組培養皿中。甲醛揮發后經小鼠呼吸進入組織中。

1.2.3生理、形態觀察： 觀察小鼠體重、毛發、行為變化及死亡率。

1.2.4肝組織切片制備： 將小鼠脫臼處死，打開腹腔，用解剖剪取出肝臟組織，生理鹽水反復沖洗，置于4%甲醛溶液中浸泡2-3天，之后經生理鹽水沖洗1h，酒精梯度脫水處理，二甲苯透明后用石蠟包埋，切片取4-6片厚度4-8um蠟帶，并進行貼片和烤片，最后經HE染色，在光鏡下觀察肝組織病變情況。

2實驗結果

2.1體重、毛發變化：處理6周后， 三個實驗組小鼠體重均有不同程度的下降，高濃度體重下降最為明顯；中濃度下降較緩慢；低濃度體重下降不明顯；對照組體重上升一段時間后趨于穩定。實驗組與對照組比較有明顯差異（如圖1所示）。

2.2行為變化： 高濃度組自吸入甲醛開始活動減少，毛發失去光澤，多數時間蜷縮在飼養箱中。中濃度組上述特征不明顯。低濃度與對照組基本相似，正常飲食，活動頻繁，毛發有光澤。

2.3死亡率變化：在每組10只小鼠中，高濃度組處理6周后有6只小鼠死亡，中濃度組有4只死亡，低濃度組僅有1只小鼠死亡，對照組小鼠全部存活。其體重變化以及死亡率變化如圖1所示。

2.4肝組織病理改變：甲醛吸入后，肉眼觀察，小鼠的肝臟表面變得粗糙，顏色變白，并出現黑色的小點或小斑。隨著甲醛濃度的增大，病變加重。光學顯鏡下觀察，對照組小鼠肝臟組織細胞形態正常，無任何病理變化，而其他染毒組小鼠肝臟組織均在不同程度上變得松散（圖2）。在低濃度組小鼠的肝組織中，有少數的細胞核裂解，細胞出現微小形變，但Disse間隙明顯增多，也出現小范圍的病變區域（圖2B）；中濃度組的小鼠肝臟組織中，可見Disse間隙增多，大范圍的病變區域，肝星狀細胞夜明顯增多（圖2C）；而高濃度組的小鼠肝臟組織變化比中濃度組更劇烈，絕大多數細胞核裂解，細胞明顯形變（圖2D）。

3討論

甲醛具有毒性，能對小鼠的行為產生一定的影響，且吸入劑量越大，其毒性效應越明顯。水迷宮實驗和定位航行實驗均表明，氣態甲醛可影響小鼠的空間學習記憶能力，使其在實驗中錯誤次數增加，且濃度越高染毒時間越長，其錯誤次數越多[6， 7]。本實驗也說明甲醛高濃度吸入后，對小鼠肝臟的毒性作用也明顯增加。隨著甲醛吸入濃度的增加，小鼠的體重增加的速度越來越慢，而且小鼠的死亡率也絕對增加。另外，小鼠的食量、飲水量相對于對照組明顯減少，并且出現懶惰、少動、群聚、糞便不成形、毛發缺少光澤等現象。

本研究證明，即使低濃度的甲醛吸入也會對小鼠的肝臟產生輕微的毒性作用，引起少數肝細胞形態結構的改變，但不會導致明顯的生理病變。肉眼觀察，對照組小鼠肝臟顏色正常，富有光澤，皮下脂肪白而亮，無任何病理性變化。而低劑量甲醛吸入對小鼠肝臟的毒性作用不明顯，可能是因為肝臟具有解毒作用，而該濃度的甲醛劑量在小鼠肝臟的解毒范圍之內，尚未引起顯著的毒性效應就被排出體外，故低濃度組與對照組小鼠的肝臟無明顯差異。而中濃度組、高濃度組小鼠的肝臟出現了明顯的病理變化，肝臟顏色發暗，無光澤，其表面有黑色的小點或小斑。光鏡下觀察，對照組小鼠肝組織細胞無異常變化。隨著甲醛吸入濃度的增高，肝臟病理損傷程度也隨之增加，肝星狀細胞的數量明顯增多，Disse間隙也增多，肝組織變得松散，病變區域也增加。低濃度組小鼠肝臟損傷較輕，與對照組相比，鏡下未見明顯異常改變。以前有研究表明，高濃度甲醛染毒導致小鼠肝組織細胞濁腫，匯管區慢性炎細胞浸潤，肝細胞胞漿疏松化，少數肝細胞有氣球樣變性，點灶狀壞死，大多數肝細胞核裂解，呈現大量病理性核分裂像，細胞變形顯著[8]。本實驗中，在光鏡下可見中、高濃度組小鼠肝細胞病理性核分裂明顯，細胞明顯變形，與前人研究結果一致。張武全等認為脂質過氧化物的產生可能是甲醛導致肝臟損傷的機制之一，甲醛可能通過脂質過氧化而引起細胞膜和其他膜結構的破壞，導致膜受體、膜免疫功能失常，最終導致肝臟損傷[9]。

綜上所述，隨著甲醛吸入劑量的增加，甲醛對小鼠的肝臟組織的損傷越嚴重，小鼠的體重增加速度變慢，小鼠死亡率增加，肝臟組織病理性變化越明顯。本實驗為進一步研究甲醛對人體組織的病理性傷害提供了一定的實驗基礎。

參考文獻

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[8]萬勇. 甲醛與苯對雌性小鼠造血系統的遺傳毒性及肝臟毒性的研究[D]. 烏魯木齊，新疆醫科大學， 2009.

[9]張武全， 孫少華， 楊 迪. 慢性吸入甲醛對小鼠肝臟的氧化性損傷[J]. 環境與職業醫學， 2005， 22（5）： 429.