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1、武汉科技大学硕士学位论文第1 页摘要目的随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，居室装修日益盛行，然而人们却忽视了因此带来的不利于健康的影响室内空气污染。甲醛以其来源广、毒性大、污染水平高、污染时间长等特点，已成为我国主要的也是污染比较严重的室内空气污染物之一。本课题拟通过实验室研究来探讨甲醛的遗传毒性以及氧化损伤程度，这对全面和系统地了解甲醛对人体健康影响具有十分重要的意义，为人群调查研究打下理论基础，并为进一步改善室内空气质量、制定和修改有关甲醛的环境和职业卫生标准提供更科学的依据，具有一定的理论意义以及积极的社会意义。方法以3 月龄S P F 级健康成年雄性W i s t a r 大鼠肺
2、和肾组织细胞为实验材料，分别进行体内( O 、O 5 、1 0 、3 0m g m 3 等不同浓度的气态甲醛吸入染毒7 2h ) 和体外实验( O 、2 5 、5 0 、1 0 0 、1 5 0 、2 0 01 t m o l L 等不同浓度的液态甲醛染毒lh ) ，并进行体内( 3 0m g m 3 浓度的气态甲醛吸入染毒7 2h ) 和体外( 7 5p , m o l L 浓度的液态甲醛染毒lh ) 修复实验( 修复0 、6 、1 2 、1 8 和2 4h ) ；以培养细胞株V 7 9 细胞和A 5 4 9 细胞作为实验材料，用不同浓度的液态甲醛( 0 、5 0 、1 0 0 、2 0 0
3、 、4 0 0 、8 0 0 、1 6 0 0l a m o l L ) 染毒1h 进行体外实验，并根据实验效应设定染毒剂量( V 7 9 细胞采用2 0 0I t m o l L ，A 5 4 9 细胞采用1 0 0I t m o l L ) 染毒1h 进行修复实验( 修复0 、6 、1 2 、1 8 和2 4h ) 。采用K C I S D S 沉淀法检测体内实验和体外实验中大鼠肺和肾组织细胞D N A 蛋白质交联( D N A p r o t e i nc r o s s l i n k s ，D P C ) 率、体外实验中V 7 9 细胞和A 5 4 9 细胞D N A 一蛋白质交联率
4、，以及修复实验中的D N A 蛋白质交联率，以此来探讨甲醛的遗传毒性作用。通过检测不同浓度的液态甲醛( 0 、2 5 、5 0 、1 0 0 、1 5 0 、2 0 0l a m o l L ) 染毒1 h 后大鼠肾组织细胞、不同浓度的液态甲醛( 0 、5 0 、1 0 0 、2 0 0 、4 0 0 、8 0 0 、1 6 0 0I t m o I L ) 染毒lh后V 7 9 细胞和A 5 4 9 细胞中超氧化物歧化酶( S u p e r o x i d eD i s m u t a s e ，S O D ) 活力、一氧化氮合酶( N i t r i cO x i d eS y n t
5、h a s e ，N O S ) 活力和丙二醛( M a l e i cD i a l d e h y d e ，M D A ) 含量，以此来探讨甲醛的氧化应激损伤效应。结果1 甲醛诱导D N A 蛋白质交联作用体内实验表明，较高浓度的气态甲醛( 1 O m g m 3 ) 可以诱导大鼠肺和。肾组织细胞产生D N A 蛋白质交联作用( 尸 0 0 5 ) 。体外实验表明，较高浓度的液态甲醛( 5 叽m o l L ) 可以诱导大鼠肺和肾组织细胞产生D N A 蛋白质交联作用( 尸 0 0 5 ) 。体外细胞株培养实验表明，较高浓度的液态甲醛( 7 2 0 0 , u m o l L ) 可以诱
6、导V 7 9 细胞产生D N A 蛋白质交联作用( P 0 0 5 ) 。2 甲醛诱导D N A 蛋白质交联修复效应由3 0m g m 3 浓度的气态甲醛诱导肺组织细胞产生的D P C 经过2 4h 修复后D N A 蛋白质交联率低于0h 组( P 0 0 5 ) ，说明 D P C 经过2 4h 可以得到修复。由3 0m g m 3 浓度的气念甲醛诱导肾组织细胞产生的D P C 经过1 8h 和2 4h 修复后D N A - 蛋白质交联率低于0h 组( P O 0 5 ) ，说明D P C 经过1 8h 和2 4h 可以得到修复。由7 5 , u m o l L 浓度的液念甲醛诱导肺组织细胞
7、产生的D P C 经过1 8h 和2 4l a 修复后D N A 蛋白质交联率低于0h 组( 尸 0 0 5 ) ，说明D P C 经过1 8h 和2 4h 可以得到修复。由7 5 , u m o l L 浓度的液态甲醛诱导肾组织细胞产生的D P C 经过1 2h 、1 8h 和2 4h 修复后D N A 蛋白质交联率低于0h 组( P 0 0 5 ) ，说明D P C 经过1 2h 、1 8h 和2 4h 可以得到修复。由2 0 0 , u m o l L 浓度的液态甲醛诱导V 7 9 细胞产生的D P C 经过1 8h 和2 4h 修复后D N A 蛋白质交联低于0h 组( P 0 8 )
8、 。人造板主要是用脲醛树脂作为其粘合剂。脲醛树脂是一种由尿素和甲醛缩聚而成的氨基树脂胶粘剂，它会慢慢释放甲醛，时间可达数十年，在高温及高湿条件下脲醛树脂会加快水解，释放甲醛量增多，污染环境，8 0 脲醛树脂用于各种人造板的生产，故含一定量的游离甲醛。因此，新式家具的制作，墙面、地板的装饰铺设，均不可避免地有甲醛释放，污染室内空气。室内装修时，家具及能大量释放甲醛的建筑材料纷纷进入家内。现在室内装饰装潢常用的地板胶、胶合板、塑贴面、乳胶合成纤维、粘合剂等均可释放出甲醛，新装修的宾馆、商场、客房、家庭居室等，由于使用了上述装修材料，造成甲醛污染。4 甲醛的对人体健康的危害4 1 刺激作用刺激作用有
9、两个主要的表现：中枢神经系统的刺激感受和局部组织的神经源性炎症。刺激作用是甲醛污染最常见的后果，也是不良建筑物综合征( S B S ) 的原因和主要征候群之一，甲醛的眼刺激阈0 0 1 - 2 0 m g m 3 ，上呼吸道刺激阈O 1 0 2 5 m g m 3 ，严重污染时可以导致肺功能障碍及肺炎、肺水肿。入对甲醛感受的个人差异较大，眼最敏感，嗅觉，呼吸道皮肤次之，甲醛气体刺激眼部症状多为眼干、眼氧、刺痛、流泪等，但也有报道甲醛致角膜毒性反应【l 引。4 2 致敏作用和免疫毒性。甲醛是一种环境致敏原，皮肤直接接触甲醛可以引起过敏性皮炎、色斑、坏死。吸入高浓度甲醛时可以诱发过敏性鼻炎、支气管
10、哮喘，特别是支气管哮喘，发作严重时可以致人死亡。同时甲醛还有一定的免疫毒性，抑制机体的某些免疫分子和免疫细胞的功能。4 3 遗传毒性和癌症大量关于各种终点效应的实验显示，甲醛具有遗传毒性，即甲醛可以引起D N A 损伤( 包括D N A 分子单链断裂、D N A D N A 交联、D N A 蛋白质交联、D N A 加合物、R N A f o r m a l d e h y d e 加合物等) 、基因突变、染色体断裂、姐妹染色单体互换、微核、细胞转化以及通过破坏基因组抑制D N A 的修复。D N A 蛋白质交联( D N A p r o t e i nC r o s s l i n k s
11、，D P C ) 是D N A 损害的主要形式，它被认为是诱变潜力的指标，因为它可能启动D N A 错误的复制，从而导致突变。甲醛与人类肿瘤之问的因果关系已经引起了人们的广泛关注。2 0 0 4年6 月1 5 日，W H O 下属机构国际癌症研究中。I , , ( I n t e m a t i o n a lA g e n c yf o rR e s e a r c ho nC a n c e r ，I A R C ) 将甲醛确定为I 类致癌物( 人类致癌物) ，其发表的报告称，高浓度的甲第4 页武汉科技大学硕士学位论文醛能导致耳、鼻、喉癌，也可能导致白血病【1 9 J 。4 4 氧化性损伤
12、甲醛本身是一种强氧化剂，能对生物大分子有直接的氧化作用，甲醛还可造成机体的脂质过氧化损伤，并使它们的抗氧化能力降低。段丽菊等f 2 0 】发现吸入0 5 和1 0m g m 3 甲醛的小鼠血清超氧化物歧化酶( S u p e r o x i d eD i s m u t a s e ，S O D ) 的活性与对照组相比较均明显下降，并且气态甲醛浓度越高，S O D 活性下降越显著，有一定的剂量效应关系，呈高度负相关。4 5 神经毒性甲醛暴露从胚胎期开始即对子代大鼠产生神经毒性作用。甲醛可通过胎盘进入子代机体组织，在胎儿脑和肝中的浓度高于母体组织。M a l e k 等【2 1 l 发现暴露于甲
13、醛蒸汽的小鼠，其运动、活动度和探索能力均降低。汤其宁等【2 2 】也发现随着甲醛染毒浓度的增加，F 1 、F 2代大鼠学习、记忆达标训练次数和达标时间明显增多和延长，持续游泳时间及耐缺氧时间均逐渐缩短，表明甲醛对子代大鼠的神经系统有明显的损害作用。4 6 生殖毒性根据流行病学研究，低浓度气态甲醛暴露可能与孕妇的自发性流产有关【2 3 】，使月经紊乱人数增加【州，并使不孕率增高。T a s k i n e n 纠2 5 1 研究了接触甲醛对职业妇女生育能力的影响，结果发现，接触甲醛者受孕时间明显推迟，而且接触甲醛可增加自发性流产的可能。动物毒理学研究也表明甲醛是一种生殖毒物。对雄性动物实验表明，
14、甲醛能使小白鼠精子计数明显减少，并使精子畸形率显著增加【2 6 】。5 小结综上所述，甲醛对机体的健康影响涉及刺激作用、致敏作用和免疫作用、遗传毒性和癌症、神经毒性、生殖毒性、免疫毒性和氧化损伤作用。因此，甲醛对机体的健康效应不容忽视，寻求甲醛暴露的早期效应生物标志物具有现实意义。本研究以大鼠肺和肾组织细胞、V 7 9 细胞( 中国仓鼠肺细胞) 、A 5 4 9 细胞( 人类肺肿瘤细胞) 等培养细胞等不同生物材料为研究对象，通过甲醛诱导D P C 及其修复实验以及测定甲醛染毒后超氧化物歧化酶( S O D ) 活力、一氧化氮合酶( N i t r i cO x i d eS y n t h a
15、 s e ，N O S ) 活力及丙二醛( M a l e i cD i a l d e h y d e ，M D A ) 含量的变化等实验，以此来探讨室内空气甲醛的遗传毒性和氧化损伤作用，这对全面和系统地了解甲醛对人体健康影响具有十分重要的意义，为人群调查研究打下理论基础，并为进一步改善室内空气质量、制定和修改有关甲醛的环境和职业卫生标准提供更科学的依据，具有一定的理论意义以及积极的社会意义。武汉科技大学硕士学位论文第5 页1 材料与方法1 1 主要仪器与试剂1 1 I 甲醛诱导肺和肾组织细胞D P C 及其修复实验用主要仪器与试剂5 4 1 5 R 型低温冷冻离心机( 德国E p p e
16、n d o r f 公司)Y L E 一10 0 0 型电热恒温水浴箱( 北京市长风仪器仪表公司)F 4 5 0 0 型荧光分光光度计( 日本日立公司)W H 一2 型小型智能环境气候舱( 武汉市宇信科技开发有限公司)4 1 6 0 一2 型甲醛测定仪( 美国I n t e r s c a n 公司)M C O 1 5 A C 型二氧化碳培养箱( 日本S A N Y O 公司) 。1 0 的福尔马林溶液( 美国S i g m a 公司)十二烷基硫酸钠( S D S ，美国S i g m a 公司)蛋白酶K ( 美国A m r e s c o 公司)H o e c h s t 3 3 2 5 8 荧光染料( 美国S i g m a 公司) 小牛胸腺D N A ( 美国S i g m a 公司) 三羟基氨基甲烷盐酸盐( 嘣s H C l ，美国A m r e s c o 公司)乙二胺四乙酸( E D
