布洛芬和紅霉素對多刺裸腹溞心率的影響

胡治極　潘玲　席貽龍

摘 要 探究了不同濃度（0.1、1.0、10.0、1.0×102、1.0×103、1.0×104和1.0×105 μg/L）的布洛芬和紅霉素作用不同時間（2 min、5 min和8 min）后多刺裸腹溞心率的變化。結果表明，2 min后，0.1～1.0×102 μg/L的布洛芬和0.1 ～1.0×104 μg/L的紅霉素均使多刺裸腹溞的心率顯著提高；5 min后，0.1、1.0×102 μg/L的布洛芬使多刺裸腹溞的心率顯著降低，而1.0×102 μg/L的紅霉素使多刺裸腹溞的心率顯著提高；8 min后，0.1、1.0和1.0×102 μg/L的布洛芬、1.0×102 μg/L的紅霉素均使多刺裸腹溞的心率顯著降低。

關鍵詞 多刺裸腹溞 布洛芬 紅霉素 心率

中圖分類號 Q-331 文獻標志碼 B

為了讓青少年學生了解酗酒對人體健康的危害，上海版、人教版、蘇教版和北京師范大學出版社出版的初中生物學教材中均安排了“酒精對水蚤心率的影響”實驗，該實驗是初中重要的探究性實驗。完成該實驗后，筆者對類似的生物學實驗產生了濃厚的興趣，在已有的實驗技能基礎上，開展了“布洛芬和紅霉素對多刺裸腹溞心率的影響”這一自主探究實驗。

布洛芬是苯丙酸類非甾體類抗炎藥物的典型代表，以抗炎、解熱和鎮痛效果確切，不良反應小，安全有效的退熱效果等優點被廣泛應用。大量生產和廣泛使用的布洛芬在為人類減輕病痛的同時，也帶來諸多環境污染。環境中的布洛芬主要來自制藥企業排放的廢水及人體排泄物。大量聚集的布洛芬進入地表水、地下水及土壤-植物系統可形成二次污染，也可能進入人體，直接危及人類健康。

紅霉素為大環內酯類抗生素，是經常使用且環境檢出率較高的抗生素之一，具有廣譜的抗菌作用，屬人畜共用藥物，因此在臨床、養殖業和農業中得到廣泛使用。在污水處理廠的出入水、地表水和地下水中均發現紅霉素等抗生素的存在。因此，加強水環境中紅霉素等抗生素類藥物的污染監測與評價實屬當務之急。本實驗探究了不同濃度的布洛芬和紅霉素對多刺裸腹溞心率的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

受試生物多刺裸腹溞由安徽高校生物環境與生態安全省級重點實驗室常年保種培養。實驗室內以曝氣72 h后的自來水為培養液；以由HB-4培養基培養的、處于指數增長期的斜生柵藻為餌料，離心濃縮后經顯微計數使用。實驗前，將多刺裸腹溞置于（25±1） ℃、自然光照的恒溫培養箱內進行1周時間的預培養。期間，每天投喂密度為1.0×106個/mL的斜生柵藻并更換多刺裸腹溞培養液一次，同時通過去除一部分個體使種群始終處于指數增長期。實驗時，選擇齡長在24～30 h的多刺裸腹溞幼體作為受試生物。

實驗所用布洛芬和紅霉素（純度均≥98%）均購于Sigma-Solarbio公司。實驗前，用丙酮（分析純）作為溶劑分別將其配制成100.0 g/L的母液。實驗時，用曝氣自來水將其配制成所需濃度的測試液。

1.2 心率實驗

將布洛芬和紅霉素均設置7個濃度梯度，依次為0.1、1.0、10.0、1.0×102、1.0×103、1.0×104和1.0×105μg/L，另設空白對照組和助溶劑（質量分數為0.1%的丙酮）對照組各1個；每組8個重復，每個重復記錄3次心率（2 min、5 min和8 min后）。實驗時，用吸管吸取1只多刺裸腹溞放在載玻片中央，用微吸管盡可能吸去清水，之后快速滴加一滴相應濃度的測試液。2 min后，在顯微鏡下觀察并記錄多刺裸腹溞心臟在1 min內跳動的次數；之后，每隔3 min記錄一次，第三次記錄完成即將多刺裸腹溞丟棄。

1.3 數據統計與分析

采用SPSS16.0軟件對刺裸腹溞的心率參數進行統計分析，對各參數進行正態分布檢驗，對符合正態分布的數據進行單因素、雙因素方差分析和LSD多重比較，以揭示藥物濃度、作用時間以及兩者之間的交互作用對多刺裸腹溞心率影響的顯著性。

2 實驗結果與分析

與空白對照組相比，0.1%的丙酮對多刺裸腹溞心率無顯著性影響（P>0.05）（表1）。

2.1 布洛芬對多刺裸腹溞心率的影響

單因素方差分析顯示，布洛芬濃度對多刺裸腹溞心率有顯著性影響（P<0.05）。與空白對照組相比，2 min時，0.1～1.0×102 μg/L的布洛芬使多刺裸腹溞的心率顯著提高；5 min時，0.1和1.0×102 μg/L的布洛芬均使多刺裸腹溞的心率顯著降低；8 min時，0.1、1.0和1.0×102 μg/L的布洛芬均使多刺裸腹溞的心率顯著降低（表1）。除1.0×105 μg/L外，同一濃度下，布洛芬暴露2 min后對多刺裸腹溞心率的影響顯著大于暴露5 min和8 min后的影響，而后兩個暴露時間之間無顯著性差異（表1）。

2.2 紅霉素對多刺裸腹溞心率的影響

單因素方差分析顯示，紅霉素濃度對多刺裸腹溞心率有顯著性影響（P<0.05）。與空白對照組相比，2 min后，除1.0×105 μg/L外，各濃度的紅霉素均顯著提高了多刺裸腹溞的心率；5 min后，1.0×102 μg/L的紅霉素顯著提高了多刺裸腹溞的心率；8 min后，1.0×105 μg/L的紅霉素顯著降低了多刺裸腹溞的心率（表2）。除1.0 μg/L和1.0×102 μg/L外，同一濃度下，布洛芬暴露2 min后對多刺裸腹溞心率的影響顯著大于暴露5 min和8 min后的影響，而后兩個暴露時間之間無顯著的差異（表2）。

雙因素方差分析顯示，藥物濃度、暴露時間以及兩者間的交互作用對多刺裸腹溞的心率均有極顯著性影響（P<0.01）（表3）。

3 討論

已有報道顯示，900.0 μg/L布洛芬明顯延長了 F3和F4代大型溞的第一次產卵時間，并顯著降低了 F3、F4和F5代第一胎產卵數。1.0×105 μg/L的紅霉素顯著降低了大型溞的存活、生殖和生長。本研究中，暴露2 min后，一定濃度的布洛芬顯著提高了多刺裸腹溞的心率，呈現出明顯的毒物刺激效應；隨著暴露時間的延長，一定濃度的布洛芬顯著降低了多刺裸腹溞的心率，呈現出顯著的抑制作用。與布洛芬對多刺裸腹溞心率的影響不盡相同，暴露2和5 min后，一定濃度的紅霉素均顯著加快了多刺裸腹溞的心率，呈現出明顯的毒物刺激效應；而暴露8 min后，1.0×105 μg/L的紅霉素顯著降低了多刺裸腹溞的心率，呈現出顯著的抑制作用。

初中生物學教材中，“酒精對水蚤心率的影響”實驗的目的之一是讓學生通過觀察不同濃度的酒精對水蚤心率的影響，了解科學研究的一般方法，學會設置對照實驗。本實驗中，因為兩種藥物不溶于水，需要丙酮作為助溶劑；而丙酮可能會對多刺裸腹溞的心率產生影響。因此，在類似的實驗中，不僅需要設置空白對照組，還應該設置助溶劑對照組。

本實驗僅僅探究了布洛芬和紅霉素對多刺裸腹溞心率的影響，其他抗生素等藥物對多刺裸腹溞心率的影響仍值得去探究。

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