噪聲污染對大鼠肝腎功能的影響

俞發榮, 郭蘊萱, 連秀珍, 謝明仁, 李登樓, 張詩爽, 陳望軍, 楊博

甘肅省證據科學技術研究與應用重點實驗室, 甘肅政法學院, 蘭州 730070

噪聲污染對大鼠肝腎功能的影響

俞發榮, 郭蘊萱, 連秀珍, 謝明仁*, 李登樓, 張詩爽, 陳望軍, 楊博

甘肅省證據科學技術研究與應用重點實驗室, 甘肅政法學院, 蘭州 730070

為了探討噪聲污染對大鼠肝腎功能的影響,選用40只雄性SPF級Wistar大鼠,隨機分為對照組和實驗組(分為38、55和70分貝(dB)三個組)。實驗組大鼠每天分別給予噪聲刺激1次,每次15 min,連續刺激15 d。第16天采血用全自動生化儀測定血液成分水平。結果發現,實驗組大鼠血糖水平比對照組分別升高了23.53%、52.94%、88.24%,差異有統計學意義(P＜0.01),甘油三酯水平分別升高了 20.83%、38.54%、79.68%,差異有統計學意義(P＜0.01),球蛋白水平分別升高了16.49%、21.13%、51.78%,白蛋白水平分別升高了9.51%、12.67%、17.89%,總膽紅素水平分別升高了27.04%、41.63%、73.67%,差異有統計學意義(P＜0.01),肌酐水平分別升高了 9.72%、10.21%、20.99%;實驗組大鼠血淀粉酶水平比對照組分別降低了 6.6%、13.05%、23.89%, 肌酸激酶水平分別降低了 19.81%、27.37%、36.81%, 尿素水平分別降低了11.19%、12.77%、19.26%。結果提示,噪聲污染能顯著影響大鼠肝腎功能和血液成分水平。

噪聲污染;肝腎功能; Wistar大鼠

1 前言

隨著城市化迅速發展和人們物質文化生活水平的提高,噪聲污染已成為城市污染的一大公害[1]。噪聲污染不僅直接對聽覺系統造成損傷[2],還會通過聽覺器官、神經內分泌系統引起循環系統的損傷[3]和生理行為的改變[4]。血液中白蛋白和球蛋白主要由肝臟合成,肝細胞受損害,白蛋白的合成、細胞內轉運及釋放障礙。血總膽紅素主要來源于衰老紅細胞被破壞后生成的血紅蛋白在肝臟內經過葡萄糖醛酸化而代謝[5], 如果肝細胞受損,對膽紅素代謝功能降低, 總膽紅素升高。高膽紅素不僅引起腎臟損傷[6],還能引起急性腦梗死[7]、心肌損傷[8];血中肌酐主要來自肉類食物和體內肌肉組織代謝后的產物,主要由腎小球濾過排出體外。若腎臟受損,血肌酐值升高。血白蛋白/球蛋白比值、總膽紅素和肌酐水平反映肝臟和腎臟功能。為了探索噪聲污染對人類健康的影響, 用 Wistar大鼠為實驗對象,給予不同強度的噪聲刺激, 檢測分析噪聲污染對肝腎功能和血液成分水平的影響,為研究預防和治理噪聲污染提供實驗依據。

2 材料與方法

2.1 材料

2.1.1 實驗動物及實驗環境

40只SPF級雄性Wistar 大鼠,體重180 g—190 g,購于甘肅省中醫藥大學科研實驗中心[SCXK(甘)2015—0001]。全部實驗均在甘肅省證據科學技術研究與應用重點實驗室SPF級動物實驗室完成[SYXK(甘)2015—0006]。

2.1.2 試劑與儀器

試劑: 淀粉酶、血糖、甘油三酯、肌酸激酶、尿素、肌酐等檢測試劑,購于成都斯馬特科技有限公司。

儀器: UFX7103AAW 音頻信號發生器,上海電子教學儀器廠; TES—1352S 低頻聲計儀,泰仕電子工業股份有限公司; SMT—100V全自動生化分析儀,成都斯馬特科技有限公司;噪聲刺激盒(自制), 長:寬: 高=50 cm: 45 cm: 55 cm, 用木質五合板制成,外層包泡沫塑料,用于隔音,頂部蓋裝微孔攝像頭 1個、揚聲器2個。

2.2 方法

2.2.1 動物分組

40只SPF級雄性Wistar 大鼠隨機分為4組, 每組10只動物。對照組:不給噪聲刺激,其他生活環境條件與實驗組相同;實驗組(分為38、55和70分貝(dB)三個組)。實驗組動物分別給予相應的噪聲刺激,每次30 min,每天1次,連續刺激15 d。

2.2.2 血液成分水平檢測

實驗第16天,全部動物用乙醚吸入麻醉, 無痛打開胸腔,從左心室抽取血液,入乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管, 用全自動生化儀測定血液成分水平。

2.3 統計學分析

實驗數據采用SPSS17.0軟件進行統計學處理。噪聲污染對大鼠血液成分水平影響程度用百分比表示,組間差異采用單因素方差分析,用均數±標準差(±s)表示,以P＜0.05為差異有統計學意義。

3 結果

3.1 動物的一般狀況

實驗組大鼠在刺激開始出現驚嚇狀態,活動減少,隨著刺激的持續,大鼠出現騷動,用嘴撕咬盒壁、攀爬等焦躁不安的表現,實驗后期體重明顯減輕, 體毛倒豎。

3.2 噪聲污染對大鼠體重的影響

連續給予Wistar大鼠38、55、70 dB噪聲刺激第 1—5天,體重變化不明顯; 噪聲刺激第6—10天,體重比對照組分別減輕了 14.00%,14.68%,15.56%;第 11—15天,大鼠體重比對照組分別減輕了 18.53%,20.39%,21.18%,差異有統計學意義(P＜0.01),圖 1。

3.3 噪聲污染對Wistar大鼠血液成分水平的影響

連續給予Wistar大鼠38、55、70 dB噪聲刺激15 d檢測,與對照組比:血糖水平比分別升高了23.53%、52.94%、88.24%,差異有統計學意義(P＜0.01);甘油三酯水平分別升高了20.83%、38.54%、79.68%,差異有統計學意義(P＜0.01);淀粉酶水平分別降低了6.6%、13.05%、23.89%,圖2。

3.4 噪聲污染對Wistar大鼠肝腎功能的影響

連續給予Wistar大鼠38、55、70 dB噪聲刺激15 d檢測,與對照組比:血液中球蛋白水平分別升高了 16.49%、21.13%、51.78%,差異有統計學意義(P＜0.01);白蛋白水平分別升高了 9.51%、12.67%、17.89%;總膽紅素水平分別升高了27.04%、41.63%、73.67%,差異有統計學意義(P＜0.01);肌酐水平分別升高了9.72%、10.21%、20.99%;肌酸激酶水平分別降低了19.81%、27.37%、36.81%,差異有統計學意義(P＜0.01);尿素水平分別降低了11.19%、12.77%、19.26%,圖3。

圖1 噪聲污染對 Wistar 大鼠體重的影響(與對照組比: ＊P＜0.05, ＊＊P＜0.01)Fig.1 Effect of noise on body weight of Wistar rats (＊P＜0.05, ＊＊P＜0.01 vs control group)

圖2 噪聲污染對 Wistar 大鼠血液成分水平的影響(與對照組比: ＊P＜0.05, ＊＊P＜0.01)Fig.2 Effect of noise on the blood component level of Wistar rats (＊P＜0.05, ＊＊P＜0.01 vs control group)

圖3 噪聲污染對 Wistar 大鼠肝腎功能的影響(與對照組比: ＊P＜0.05, ＊＊P＜0.01)Fig.3 Effect of noise on the liver and kidney function of Wistar rats (＊P＜0.05, ＊＊P＜0.01 vs control group)

4 討論

近年來研究結果表明,噪聲污染嚴重影響了人們的生活起居[9],給人們的健康帶來一定的危害[10]。噪聲污染能引起聽覺器官的損傷[11],內分泌系統失調[12]和血液生化指標的水平[13]。桑傳蘭等[14]給予小鼠60、80和100 dB噪聲刺激2、4、6 h后,小鼠血液中白蛋白升高,肌酐、尿素等均降低。血清白蛋白和部分球蛋白在肝臟合成,少量球蛋白由單核巨噬細胞合成。正常生理情況下,血清中白蛋白和球蛋白的量保持相對恒定。由于血液中白蛋白量多而球蛋白量少,故白蛋白/球蛋白比值大于 1,一般為1.5—2.5/1之間。當肝功能損傷時, 將出現白蛋白/球蛋白倒置[15]。本文的實驗結果發現,隨著噪聲刺激強度增加, 血液中白蛋白和球蛋白水平明顯升高,70 dB組大鼠血白蛋白/球蛋白比值為 0.7/1。出現白蛋白/球蛋白倒置,一方面可能是噪聲污染導致肝臟損傷,使合成白蛋白功能下降,另一方面,在噪聲的刺激下引起免疫系統功能亢進,加速球蛋白的合成和釋放所致。大鼠血總膽紅素、肌酐水平均升高,進一步說明噪聲污染致使肝臟功能損傷,實驗結果與桑傳蘭實驗結果不同;隨著噪聲刺激時間的延長,大鼠體重比對照組明顯減輕,差異有統計學意義(P＜0.01)。按照《中華人民共和國環境噪聲污染防治法》城市區域環境噪聲標準(0類標準:適用于療養區、高級別墅區、高級賓館區等特別需要安靜的區域,晝間＜50 dB)[16]對比分析,給予 Wistar大鼠低強度的噪聲(38 dB)刺激均可引起血液成分水平改變和肝腎功能損傷。結果表明,較低強度噪聲,即使在國家標準允許的范圍內的噪聲也可引起人體健康的損傷。實驗結果提示,噪聲污染使體內新陳代謝功能紊亂,導致血糖、血脂升高,使糖尿病、高血脂癥風險性增加,其機制有待進一步探討。

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Effect of noise pollutionthe on function of liver and kidney of rats

YU Farong, GUO Yunxuan, LIAN Xiuzhen, XIE Mingren*, LI Denglou, ZHANG Shishuang, CHEN Wangjun, YANG Bo
Key Laboratory of Evidence of Science and Technology Research and Application,Gansu Institute of Political Science and Law,Lanzhou730070,China

The present study investigated the effects of noise on the liver and kidney of rats.A total of 40 male SPF Wistar rats were randomly divided into a control group and three treatment groups.The rats in three experiment groups were respectively stimulated with 38,55 and 70 dB (decibels) noise for 15 days,15 min a day.The components of blood collected on 16thday of experiment were determined by an automatic biochemical analyzer.Our results showed that the levels of the blood glucose, triglyceride, globulin in the rats of the treatment groups were significantly (P＜0.01) increased by 23.53%,52.94%, 88.24%; 20.83%,38.54%,79.68%,16.49%,21.13%,51.78%, respectively, compared to those in the control group.Also, compared with the control animals, the levels of the albumin, total bilirubin and creatinine were significantly (P＜0.01)increased by 9.51%, 12.67%,17.89%,27.04%,41.63%,73.67%,9.72%,10.21% and 20.99%, respectively.While the levels of serum amylase, creatine kinase and urea in the experimental groups were reduced by 6.6%,13.05%, 23.89%,19.81%,27.37%,36.81%,11.19%,12.77% and 19.26%, respectively, compared to those in controls.Our findings suggested that noise can significantly affect the blood components and the functions of liver and kidney of rats.

noise pollution; liver and kidney function; Wistar rat

10.14108/j.cnki.1008-8873.2017.05.027

Q95

A

1008-8873(2017)05-211-04

俞發榮, 郭蘊萱, 連秀珍, 等.噪聲污染對大鼠肝腎功能的影響[J].生態科學, 2017, 36(5): 211-214.

YU Farong, GUO Yunxuan, LIAN Xiuzhen, et al.Effect of noise pollutionthe on function of liver and kidney of rats[J].Ecological Science, 2017, 36(5): 211-214.

2017-08-09;

2017-09-13

甘肅省基礎研究創新群體項目(145RJIA333); 蘭州市科技計劃項目(2014-1-182; 2015-3-80); 甘肅省高校科技創新團隊項目(2016C-09); 蘭州市人才創新創業項目(2016-RC-85); 甘肅省自然科學基金項目（17JR5RA158）;西北民族地區偵查理論與實務研究中心項目; 甘肅政法學院重大項目(2017XZD12); 甘肅政法學院“文翰學者”項目

俞發榮(1959—), 男, 甘肅民勤人, 博士, 研究員, 碩士研究生導師。研究方向: 法醫生物學、社會環境壓力對人類健康的影響、藥理學和毒理學實驗及實驗動物學, E-mail: tim9898@163.com

*通信作者:謝明仁, 男, 碩士生導師, 副教授, 主要從事法醫物證技術研究, Xmr7600@gsli.edu.cn.