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1、第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集沙尘暴颗粒物对呼吸道损伤机制初步研究李怡朱彤木尚羽环境模拟与污染控制国家联合重点实验室，北京大学环境学院，北京1 0 0 8 7 1 1 前言 我国是沙尘暴危害最严重的国家之一。近年来，沙尘暴在西北部地区春季每年都会 发生，并出现向东南部推移的倾向。沙尘暴给人类健康带来了严重的危害，其中以呼吸 系统最大；流行病学调查表明在沙尘高发区居民尘肺发病率比非沙尘高发区明显要高， 且与沙尘发生频率有显著的相关性。 对北京市沙尘暴颗粒物的分析表明，晶体石英约占沙尘暴颗粒物质量浓度的2 0 2 4 左右。可吸入石英颗粒物对肺部巨噬细胞的伤害可能是引起尘肺的主要原因，但
2、是机 制尚未明确。石英的致癌作用被认为和活性氧的产生相关：这些活性氧导致细胞损伤， 氧化应激以及炎症，最后导致肺纤维化( 尘肺) 甚至癌变。其中，活性最大的0 H 在致毒机理里起到了相当的作用。 本研究选用石英作为模型颗粒物，其晶型、粒径、不规则型貌以及陈旧性与沙尘暴 颗粒物中所含石英相似。运用水杨酸探针一毛细管电泳一荧光检测方法，定量地检测石 英导致肺泡巨噬细胞产生的0 H o 同时，细胞存活率用以评价对细胞的急性损伤。 2 方法 石英颗粒物表征：石英颗粒的粒径分布以3 、4g m 为主，8 0 在5g m 以下。型貌不 规则。晶体含量在9 9 以上。B E T 面积为6 4 8 1 5m
3、2 g 。表面F e 含量为0 1 3 1 。 巨噬细胞的获取及颗粒物暴露：肺泡巨噬细胞由灌洗S P F 级雄性S p r a g u e D a w l e y 大鼠 支气管肺泡获得。在细胞培养孔中加入石英及O H 探针水杨酸。暴露4h ，然后将细胞反复冻融5 次使细胞破裂并检测。 自由基检测：利用水杨酸( S A ) 为化学探针与O H 反应，然后用毛细管电泳检测 水杨酸与O H 反应产物邻苯二酚，2 ，3 D H B A 及2 ，5 D H B A ，以它们的总量表示产生O H 的能力。 3 结果和讨论 3 1 石英颗粒物诱导细胞O H 自由基的产生 从图l 可见，石英颗粒可以诱导巨噬细
4、胞产生H 自由基，并呈现出明显的剂量一效应关系。02 04 06 08 01 0 01 2 01 4 0D o s e ( I J g 10 。c e i l s )3 0 19876543210000O000O00宣百b1，I删H。碌苞g第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集图1 石英颗粒物引发巨噬细胞O H 自由基产生的剂量一效应关系。3 2 石英颗粒物致巨噬细胞死亡的剂量一效应关系 由图2 可见，石英颗粒物可剂量一效应地致细胞死亡。在每个剂量组，专一的O H 自由基淬灭剂甘露醇可以明显提高细胞存活率1 5 左右，显示O H 自由基在致细胞死 亡的过程中，大约占了1 5 的比例。同时，由图3 可见，细胞在吞噬颗粒物后受到严重 的损伤，细胞膜的完整性遭到破坏。03 06 09 0D o s e ( g l0 6c e l l s )1 2 0图2 石英颗粒物致巨噬细胞死亡的剂量一效应关系以及甘露酵对提高细胞存活率中的作用图3 A 正常培养的原代肺泡巨噬细胞( 4 0 X1 0 倍)B 吞噬颗粒物后的巨噬细胞( 4 0 X1 0 倍)结论 1 石英颗粒物可以剂量一效应地引起肺泡巨噬细胞中0 H 自由基的产生。 2 石英颗粒物可以剂量一效应地导致细胞死亡，其中o H 自由基导致的细胞死亡约占1 5的作用。为幻加孓v誊一蔼!一o
