利血平對噪聲污染性激素水平影響的干預作用

俞發榮, 陳望軍, 連秀珍, 謝明仁, 李登樓, 郭蘊萱, 楊博

?

利血平對噪聲污染性激素水平影響的干預作用

俞發榮, 陳望軍, 連秀珍, 謝明仁*, 李登樓, 郭蘊萱, 楊博

甘肅政法學院 甘肅省證據科學技術研究與應用重點實驗室，蘭州 730070

為了探討利血平對噪聲污染性激素水平影響的干預作用, 選用SPF級Wistar大鼠, 分別給予不同強度的噪聲刺激, 和先給予利血平再給予相同噪聲刺激, 每天1次, 每次刺激30 min, 連續刺激20 d。第21天采血用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測血液中性激素水平。結果發現, 分別給予大鼠30、60、80 dB噪聲刺激, 血液中去甲腎上腺素(NA)水平比對照組分別升高了71.36%、75.11%、84.56%, 雌激素(E2)水平升高了51.68%、69.28%、81.28%, 卵泡刺激素(FSH)分別升高了22.76%、49.43%、87.64%(<0.01); 促黃體生成素(LH)分別升高了16.31%、34.79%、75.24%, 催乳素(PRL)分別升高了16.51%、36.04%、60.55%, 睪酮(T)水平比對照組分別降低了9.12%、20.06%、68.39%。先給予利血平再給予相同強度的噪聲刺激, 除T水平升高外, 其它激素水平均低于單純噪聲組。實驗結果提示, 噪聲污染能顯著影響大鼠血性激素水平, 利血平具有干預噪聲污染、保護機體的作用。

噪聲污染; 性激素; 利血平; 干預作用; Wistar大鼠

1 前言

噪聲是一種原始的環境壓力源, 是環境污染最廣泛的來源之一。環保部《2016中國環境噪聲污染防治報告》宣布, 全國城市晝間區域聲環境質量平均值為54.1 dB(A), 晝間道路交通噪聲平均值為67.0 dB(A), 交通干線兩側區域夜間噪聲污染仍較為嚴重。世界衛生組織報道, 每年有超過10億的青少年和年輕人由于娛樂的聲音而受到噪音引起的聽力損失的風險[1]。卵泡刺激素(FSH)、促黃體生成素(LH)催乳素(PRL)、雌激素(E2)、睪酮(T)是人體和動物體內主要的性激素。噪聲刺激信號通過聽覺系統引起下丘腦-垂體-腎上腺軸興奮[2], 腎上腺分泌激素增加[3]; 同時下丘腦產生促性腺激素釋放激素(GnRH), 刺激垂體前葉分泌促卵泡生成激素(FSH)及促黃體生成素(LH)。利血平作為臨床上常用的降壓類藥物, 為腎上腺素能神經阻滯藥, 可妨礙腎上腺素能神經末梢內介質的貯存, 將囊泡中具有升壓作用的介質耗竭。采用利血平對腎上腺素能神經抑制作用, 探索去甲腎上腺素在噪聲污染引起性激素水平變化過程中的作用, 尋找預防噪聲污染對人類健康影響的干預措施。參考《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[4], 選用強度為30、60、80 dB, 頻率為350 Hz噪聲刺激Wistar大鼠, 和給予利血平作為干預措施, 檢測分析利血平對噪聲污染性激素水平的影響, 為預防治理噪聲污染、研究噪聲污染與不育不孕癥的關系提供參考依據。

2 材料與方法

2.1 實驗材料

2.1.1 實驗動物

SPF級Wistar 大鼠70只, 體重180—190 g, 6周齡,雌雄各半, 來源于甘肅中醫藥大學科研實驗中心[SCXK (甘)2015—0001],實驗在甘肅政法學院SPF級實驗室進行[SYXK (甘)2015—0006]。本實驗所有操作均符合中華人民共和國《實驗動物管理條例》規定, 按3R原則給予實驗動物使用的福利關懷(倫理委員會審批號碼:GZF—2017—006)。

2.1.2 試劑與儀器

去甲腎上腺素 (noradrenaline, NA),雌激素 (estrogen, E2),卵泡刺激素(follicle stimulating hor-mone, FSH), 促黃體生成素(luteinizing hormone, LH),催乳素(prolactin, PRL),睪酮 (testosterone, T)檢測試劑盒, 購于上海生物科技開發公司。利血平注射液, 廣東邦民制藥廠有限公司;

UFX 7103 AAW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; MK3-酶標儀, 上海儀器有限公司; 噪聲刺激盒(自制[5])。

2.2 實驗方法

將SPF級Wistar 大鼠, 按抓鬮法隨機分為7組, 每組10只, 雌雄各半。對照組: 不給噪聲刺激, 灌胃(ig)蒸餾水20 ml/(kg·W–1); 噪聲組 (分為30、60、80 dB三個組): ig蒸餾水20 ml/(kg·W–1), 分別給予相應強度的噪聲; 利血平+噪聲組(30、60、80 dB三個組): ig利血平(按人等效劑量的6倍)6 mg·Kg–1,再給予相應強度的噪聲。實驗組動物在15:30—18:30分別給予相應的噪聲刺激, 每次30 min, 每天1次, 共20 天。實驗第21天, 用乙醚麻醉, 無痛手術, 從心臟采血, 血液離心2000 r·min–1, 15 min, 取上清用NA、E2、FSH、LH、PRL、T試劑盒測定其吸光度()。分別以NA、E2、FSH、LH、PRL、T標準液濃度為橫坐標, 吸光度()為縱坐標做標準曲線和標準曲線的直線回歸方程為: NA標準曲線的直線回歸方程為:=3.2 × 10–3+ 1.34 × 10–2,2= 0.9989; E2標準曲線的直線回歸方程為:= 1.0 ×10–3+1.37×10–2, R2= 0.9973; FSH標準曲線的直線回歸方程為:=1.4×10–3+3.9×10–3,2= 0.9904; LH標準曲線的直線回歸方程為:=1.27×10–2+ 9.1×10–3,2= 0.9953; PRL標準曲線的直線回歸方程為:= 1.5×10–3+ 5.27×10–2,2= 0.9949。分別將各組大鼠血吸光度值代入直線回歸方程, 計算出E2、FSH、LH、PRL、T值。

2.3 統計學分析

實驗數據采用SPSS 17.0軟件進行統計學處理。組間差異采用單因素方差分析, 用均數±標準差(±)表示, 噪聲污染對大鼠血NA、E2、FSH、LH、PRL、T水平的影響程度用百分比表示, 以<0.05為差異有統計學意義。

3 實驗結果

3.1 利血平對噪聲污染NA激素水平的影響

分別給予Wistar大鼠30、60、80 dB噪聲刺激, 大鼠血液中NA水平比對照組分別升高了71.36%、75.11%、84.56%, 差異有顯著性(<0.01); 先給予利血平再給予相同強度的噪聲刺激, NA水平比單純噪聲組分別降低了37.38%、34.72%、19.33%。圖1。

3.2 利血平對噪聲污染E2激素水平的影響

分別給予Wistar大鼠30、60、80 dB噪聲刺激, 大鼠血液中E2水平比對照組分別升高了51.68%、69.28%、81.28%, 差異有顯著性(<0.01); 先給予利血平再給予相同強度的噪聲刺激, E2水平比單純噪聲組分別降低了34.28%、30.14%、22.22%。圖2。

3.3 利血平對噪聲污染FSH激素水平的影響

分別給予Wistar大鼠30、60、80 dB噪聲刺激, 大鼠血液中FSH水平比對照組分別升高了22.76%、49.43%、87.64%, 差異有顯著性(<0.01); 先給予利血平再給予相同強度的噪聲刺激, FSH水平比單純噪聲組分別降低了23.37%、21.11%、43.53%(<0.05,<0.01)。圖3。

3.4 利血平對噪聲污染LH激素水平的影響

分別給予Wistar大鼠30、60、80 dB噪聲刺激, 大鼠血液中LH水平比對照組分別升高了16.31%、34.79%、75.24%(<0.05,<0.01); 先給予利血平再給予相同強度的噪聲刺激, LH水平比單純噪聲組分別降低了13.79%、25.66%、52.73%(<0.05,<0.01)。圖4。

3.5 利血平對噪聲污染PRL激素水平的影響

分別給予Wistar大鼠30、60、80 dB噪聲刺激, 大鼠血液中PRL水平比對照組分別升高了16.51%、36.04%、60.55%(<0.05,<0.01); 先給予利血平再給予相同強度的噪聲刺激, PRL水平比單純噪聲組分別降低了10.71%、24.71%、33.59%(<0.05,<0.01)。圖5。

圖1 利血平對噪聲污染NA激素水平的影響(與對照組比: **P<0.01; 與單純噪聲組比: ▼P<0.05, ▼▼P<0.01)

圖2 利血平對噪聲污染E2激素水平的影響(與對照組比: **P<0.01; 與單純噪聲組比: ▼P<0.05, ▼▼P<0.01)

圖3 利血平對噪聲污染FSH激素水平的影響(與對照組比: **P<0.01; 與單純噪聲組比: ▼P<0.05, ▼▼P<0.01)

圖4 利血平對噪聲污染LH激素水平的影響(與對照組比: **P<0.01; 與單純噪聲組比: ▼P<0.05, ▼▼P<0.01)

圖5 利血平對噪聲污染PRL激素水平的影響(與對照組比: **P<0.01; 與單純噪聲組比: ▼P<0.05, ▼▼P<0.01)

3.6 利血平對噪聲污染T激素水平的影響

分別給予Wistar大鼠30、60、80 dB噪聲刺激, 大鼠血液中T水平比對照組分別降低了9.12%、20.06%、68.39%(<0.05,<0.01); 給予利血平再給予相同強度的噪聲刺激, T水平比單純噪聲組分別升高了42.93%、57.09%、60.54%(<0.05,<0.01)。圖6。

圖6 利血平對噪聲污染T激素水平的影響(與對照組比: **P<0.01; 與單純噪聲組比: ▼P<0.05, ▼▼P<0.01)

4 討論

噪聲是一種自然污染物, 對人體生理、心理產生有害的影響[6]。研究結果表明,噪聲污染不僅直接損傷聽覺器官[7], 而且會增加2型糖尿病(T2DM)風險[8], 引起心跳加快, 血壓上升, 導致心血管系統損傷[9], 記憶力衰退, 注意力不集中以及其它精神綜合癥[10]。同時, 噪聲污染也可引起下丘腦-垂體-性腺軸的抑制, 使男性性腺機能減退[11], 女性雌性激素分泌異常[12]。噪聲污染使實驗大鼠的睪丸、附睪、精囊腺的重量均顯著降低, 精子數量和運動能力明顯下降[13], 其主要原因是由于噪聲污染促進了細胞凋亡過程, 抑制了精子動力學的發生[14], 使死亡精子和凝集的精子增加[15], 雄性激素(睪酮)水平明顯降低[16]。當血卵泡刺激素(FSH)增高時, 可引起閉經、性功能減退; 促黃體生成素(LH)偏高, 卵巢功能失調使雌孕激素水平分泌失衡影響卵泡的發育, 從而導致排卵障礙影響懷孕。本文研究結果發現, 給予大鼠不同強度噪聲刺激, 大鼠血中去甲腎上腺素(NA)、雌激素(E2)、卵泡刺激素(FSH)、促黃體生成素(LH)、催乳素(PRL)水平均比對照組升高, 睪酮(T)水平比對照組降低。先給予利血平, 再給予相同噪聲刺激, 除睪酮水平比單純噪聲組升高外, 其它激素水平均比單純噪聲組明顯降低。實驗結果表明, 利血平使體內腎上腺素能神經介質(去甲腎上腺素)水平降低或耗竭, 反饋性引起性激素水平升高或降低(睪酮)。由此看出, 去甲腎上腺素(NA)是噪聲污染引起體內性激素水平變化的主要因素, 噪聲污染在不孕不育發病機制中起著重要作用[17]。實驗結果顯示, 即使在《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類標準晝間<50 dB)以下的噪聲強度(30 dB)能引起機體損傷[18], 顯然, 目前全國城市晝間區域聲環境質量水平已遠超過人體耐受安全限值。

[1] WHO.1.1 billion people at risk of hearing loss[EB/OL]. http: //www.who.int/mediacentre/news/releases/2015/ earcare/en/[2016-07-07].

[2] SPRENG M. POSSIBLE H. Effects of noise induced cortisol increase[J]. Noise & Health, 2016, 2(7): 59-63.

[3] 黃麗娟, 陽秀英, 何顯教, 等. 高溫、噪音對大鼠血壓、血漿腎上腺素和醛固酮水平的影響[J]. 廣西醫學, 2016, 38(10): 1343-1345, 1349.

[4] 全國人民代表大會常務委員會. 中華人民共和國環境噪聲污染防治法 [M]. 北京: 法律出版社, 1997.

[5] 俞發榮, 郭蘊萱, 連秀珍, 等. 噪聲污染對大鼠血激素和Hsp-70水平的影響[J].中國實驗動物學報, 2018, 26(2): 96-99.

[6] CARTA M G, PRETIL A, AKISKA H S. Coping with the newera: noise and light pollution, hperactivity and steroid hormones. towards an evolutionary view of bipolar disorders.clinical practice & epidemiology in mental health[J]. Clinical Practice & Epidemiology in Mental Health, 2018, 14: 33-36.

[7] 周彩玲, 賈月芝, 胡應祖, 等. 噪聲作業工人聽力損失調查[J]. 預防醫學, 2017, 29(1): 91–92, 95.

[8] LIU L J , WANG F F , LU H Y , Effects of noise exposure on systemic and tissue level markers of glucose homeostasis and insulin resistance in male mice[J]. Environmental Health Perspectives, 124: 1390-1398.

[9] FARZADINIA P, BIGDELI M, AKBARZADEH S. Effect of noise pollution on testicular tissue and hormonal assessment in rat[J]. Andrologia, 2016, 48(9): 957-961.

[10] BASENR M, BABISCH W, DAVIS A, et al. Auditory and non-auditory effects of noise on health[J]. Lancet, 2014, 383: 1325-1332.

[11] DZHAMBOV A, DIMITROVA D. Chronic noise exposure and testosterone deficiency-meta-analysis and meta- regression of experimental studies in rodents[J]. Endokrynol Polska, 2015, 66(1): 39-46.

[12] HU W J, WANG J, LAU C C. Effects of noise exposure on the auditory function of ovariectomized rats with estrogen deficiency[J]. Journal of International Advanced Otology, 2016, 12(3): 261-265.

[13] JALALI M, SAKI G, SARKAKI A R, et al. Effect of noise stress on count, progressive and non-progressive sperm motility, body and genital organ weights of adult male rats[J].2012, 5(1): 48-51.

[14] JALALI M, MASOUD H, GHASEM S, et al. Study of spermatogenesis fetal testis exposed noise stress during and after natal period in rat[J].Journal of Biological, 2013, 16(19): 1010-1016.

[15] CHANDRALEKHA G S, JEGANATHAN R, JEGANATH CC. Noise exposure effect on testicular histology, morphology and on male steroidogenic hormone[J].MalaysMedecin Sci, 2007 , 14(2): 28-35.

[16] DZHAMBV A, DIMITROVA D. Chronic noise exposure and testosterone deficiency-meta-analysis and meta- regression of experimental studies in rodents[J]. Endokrynologia Polska, 2015, 66(1): 39-46.

[17] DZHAMBOV A. Exposure to environmental noise and risk for male infertility: A population-based cohort study[J]. Environmental Pollution, 2017, 226(7): 118-124.

[18] 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.

The intervention effect of reserpine on noise pollution sex hormones level

YU Farong, CHEN Wangjun,LIAN Xiuzhen, XIE Mingren*, LI Denglou, GUO Yunxuan, YANG Bo

Gansu Institute of Political Science and Law, Key Laboratory of Evidence Science and Technology Research and Application, Lanzhou 730070, China

In order to study the intervention effect of reserpine on noise pollution sex hormones level, SPF Wistar rats were given different intensity noise stimulation, respectively, and given the reserpine first, then given the same noise stimulation, 1 times a day, every time 30 min, for 20 d. On the 21st day, the blood sex hormones levels were detected by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The results showed that the level of noradrenaline (NA) in the blood was increased by 71.36%, 75.11% and 84.56% respectively, the level of estrogen (E2) increased by 51.68%, 69.28% and 81.28%, the follicle stimulating hormone (FSH) increased by 22.76%, 49.43% and 87.64% respectively, and the differences were significant (<0.01). Luteinizing hormone (LH) increased by 16.31%, 34.79%, 75.24%, and prolactin (PRL) increased by 16.51%, 36.04%, 60.55%, testosterone (T) was decreased by 9.12%, 20.06% and 68.39% respectively. Except for the T level was increased, other hormones levels were lower than those of the simple noise group. The other hormones levels were lower than those of the simple noise group. The experimental results indicated that noise pollution can significantly affect the level of blood hormone in rats, and reserpine has the function of interfering with noise pollution and protecting the body.

noise pollution; sex hormone; reserpine; intervention effect; Wistar rat

10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.06.021

Q95-33

A

1008-8873(2018)06-162-06

2018-03-03;

2018-06-09

甘肅省高校科技創新團隊項目(編號: 2016C-09); 蘭州市人才創新創業項目(2016-RC-85); 甘肅省證據科學特色學科項目; 甘肅省自然科 學基金項目(17JR5RA158); 蘭州市科技計劃項目(2018-1-17)。

俞發榮(1959—)男, 博士, 研究員, 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

謝明仁(1977—), 男, 副教授, 研究方向: 證據科學技術, E-mail: Xmr7600@gsli.edu.cn

俞發榮, 陳望軍, 連秀珍, 等. 利血平對噪聲污染性激素水平影響的干預作用[J]. 生態科學, 2018, 37(6): 162-167.

YU Farong, CHEN Wangjun, LIAN Xiuzhen, et al. The intervention effect of reserpine on noise pollution sex hormones level[J]. Ecological Science, 2018, 37(6): 162-167.