噪声污染对大鼠肝肾功能的影响

俞发荣, 郭蕴萱, 连秀珍, 谢明仁, 李登楼, 张诗爽, 陈望军, 杨博

甘肃省证据科学技术研究与应用重点实验室, 甘肃政法学院, 兰州 730070

噪声污染对大鼠肝肾功能的影响

俞发荣, 郭蕴萱, 连秀珍, 谢明仁*, 李登楼, 张诗爽, 陈望军, 杨博

甘肃省证据科学技术研究与应用重点实验室, 甘肃政法学院, 兰州 730070

为了探讨噪声污染对大鼠肝肾功能的影响,选用40只雄性SPF级Wistar大鼠,随机分为对照组和实验组(分为38、55和70分贝(dB)三个组)。实验组大鼠每天分别给予噪声刺激1次,每次15 min,连续刺激15 d。第16天采血用全自动生化仪测定血液成分水平。结果发现,实验组大鼠血糖水平比对照组分别升高了23.53%、52.94%、88.24%,差异有统计学意义(P＜0.01),甘油三酯水平分别升高了 20.83%、38.54%、79.68%,差异有统计学意义(P＜0.01),球蛋白水平分别升高了16.49%、21.13%、51.78%,白蛋白水平分别升高了9.51%、12.67%、17.89%,总胆红素水平分别升高了27.04%、41.63%、73.67%,差异有统计学意义(P＜0.01),肌酐水平分别升高了 9.72%、10.21%、20.99%;实验组大鼠血淀粉酶水平比对照组分别降低了 6.6%、13.05%、23.89%, 肌酸激酶水平分别降低了 19.81%、27.37%、36.81%, 尿素水平分别降低了11.19%、12.77%、19.26%。结果提示,噪声污染能显著影响大鼠肝肾功能和血液成分水平。

噪声污染;肝肾功能; Wistar大鼠

1 前言

随着城市化迅速发展和人们物质文化生活水平的提高,噪声污染已成为城市污染的一大公害[1]。噪声污染不仅直接对听觉系统造成损伤[2],还会通过听觉器官、神经内分泌系统引起循环系统的损伤[3]和生理行为的改变[4]。血液中白蛋白和球蛋白主要由肝脏合成,肝细胞受损害,白蛋白的合成、细胞内转运及释放障碍。血总胆红素主要来源于衰老红细胞被破坏后生成的血红蛋白在肝脏内经过葡萄糖醛酸化而代谢[5], 如果肝细胞受损,对胆红素代谢功能降低, 总胆红素升高。高胆红素不仅引起肾脏损伤[6],还能引起急性脑梗死[7]、心肌损伤[8];血中肌酐主要来自肉类食物和体内肌肉组织代谢后的产物,主要由肾小球滤过排出体外。若肾脏受损,血肌酐值升高。血白蛋白/球蛋白比值、总胆红素和肌酐水平反映肝脏和肾脏功能。为了探索噪声污染对人类健康的影响, 用 Wistar大鼠为实验对象,给予不同强度的噪声刺激, 检测分析噪声污染对肝肾功能和血液成分水平的影响,为研究预防和治理噪声污染提供实验依据。

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 实验动物及实验环境

40只SPF级雄性Wistar 大鼠,体重180 g—190 g,购于甘肃省中医药大学科研实验中心[SCXK(甘)2015—0001]。全部实验均在甘肃省证据科学技术研究与应用重点实验室SPF级动物实验室完成[SYXK(甘)2015—0006]。

2.1.2 试剂与仪器

试剂: 淀粉酶、血糖、甘油三酯、肌酸激酶、尿素、肌酐等检测试剂,购于成都斯马特科技有限公司。

仪器: UFX7103AAW 音频信号发生器,上海电子教学仪器厂; TES—1352S 低频声计仪,泰仕电子工业股份有限公司; SMT—100V全自动生化分析仪,成都斯马特科技有限公司;噪声刺激盒(自制), 长:宽: 高=50 cm: 45 cm: 55 cm, 用木质五合板制成,外层包泡沫塑料,用于隔音,顶部盖装微孔摄像头 1个、扬声器2个。

2.2 方法

2.2.1 动物分组

40只SPF级雄性Wistar 大鼠随机分为4组, 每组10只动物。对照组:不给噪声刺激,其他生活环境条件与实验组相同;实验组(分为38、55和70分贝(dB)三个组)。实验组动物分别给予相应的噪声刺激,每次30 min,每天1次,连续刺激15 d。

2.2.2 血液成分水平检测

实验第16天,全部动物用乙醚吸入麻醉, 无痛打开胸腔,从左心室抽取血液,入乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管, 用全自动生化仪测定血液成分水平。

2.3 统计学分析

实验数据采用SPSS17.0软件进行统计学处理。噪声污染对大鼠血液成分水平影响程度用百分比表示,组间差异采用单因素方差分析,用均数±标准差(±s)表示,以P＜0.05为差异有统计学意义。

3 结果

3.1 动物的一般状况

实验组大鼠在刺激开始出现惊吓状态,活动减少,随着刺激的持续,大鼠出现骚动,用嘴撕咬盒壁、攀爬等焦躁不安的表现,实验后期体重明显减轻, 体毛倒竖。

3.2 噪声污染对大鼠体重的影响

连续给予Wistar大鼠38、55、70 dB噪声刺激第 1—5天,体重变化不明显; 噪声刺激第6—10天,体重比对照组分别减轻了 14.00%,14.68%,15.56%;第 11—15天,大鼠体重比对照组分别减轻了 18.53%,20.39%,21.18%,差异有统计学意义(P＜0.01),图 1。

3.3 噪声污染对Wistar大鼠血液成分水平的影响

连续给予Wistar大鼠38、55、70 dB噪声刺激15 d检测,与对照组比:血糖水平比分别升高了23.53%、52.94%、88.24%,差异有统计学意义(P＜0.01);甘油三酯水平分别升高了20.83%、38.54%、79.68%,差异有统计学意义(P＜0.01);淀粉酶水平分别降低了6.6%、13.05%、23.89%,图2。

3.4 噪声污染对Wistar大鼠肝肾功能的影响

连续给予Wistar大鼠38、55、70 dB噪声刺激15 d检测,与对照组比:血液中球蛋白水平分别升高了 16.49%、21.13%、51.78%,差异有统计学意义(P＜0.01);白蛋白水平分别升高了 9.51%、12.67%、17.89%;总胆红素水平分别升高了27.04%、41.63%、73.67%,差异有统计学意义(P＜0.01);肌酐水平分别升高了9.72%、10.21%、20.99%;肌酸激酶水平分别降低了19.81%、27.37%、36.81%,差异有统计学意义(P＜0.01);尿素水平分别降低了11.19%、12.77%、19.26%,图3。

图1 噪声污染对 Wistar 大鼠体重的影响(与对照组比: ＊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)

图2 噪声污染对 Wistar 大鼠血液成分水平的影响(与对照组比: ＊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)

图3 噪声污染对 Wistar 大鼠肝肾功能的影响(与对照组比: ＊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 讨论

近年来研究结果表明,噪声污染严重影响了人们的生活起居[9],给人们的健康带来一定的危害[10]。噪声污染能引起听觉器官的损伤[11],内分泌系统失调[12]和血液生化指标的水平[13]。桑传兰等[14]给予小鼠60、80和100 dB噪声刺激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脏合成,少量球蛋白由单核巨噬细胞合成。正常生理情况下,血清中白蛋白和球蛋白的量保持相对恒定。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 1,一般为1.5—2.5/1之间。当肝功能损伤时, 将出现白蛋白/球蛋白倒置[15]。本文的实验结果发现,随着噪声刺激强度增加, 血液中白蛋白和球蛋白水平明显升高,70 dB组大鼠血白蛋白/球蛋白比值为 0.7/1。出现白蛋白/球蛋白倒置,一方面可能是噪声污染导致肝脏损伤,使合成白蛋白功能下降,另一方面,在噪声的刺激下引起免疫系统功能亢进,加速球蛋白的合成和释放所致。大鼠血总胆红素、肌酐水平均升高,进一步说明噪声污染致使肝脏功能损伤,实验结果与桑传兰实验结果不同;随着噪声刺激时间的延长,大鼠体重比对照组明显减轻,差异有统计学意义(P＜0.01)。按照《中华人民共和国环境噪声污染防治法》城市区域环境噪声标准(0类标准:适用于疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域,昼间＜50 dB)[16]对比分析,给予 Wistar大鼠低强度的噪声(38 dB)刺激均可引起血液成分水平改变和肝肾功能损伤。结果表明,较低强度噪声,即使在国家标准允许的范围内的噪声也可引起人体健康的损伤。实验结果提示,噪声污染使体内新陈代谢功能紊乱,导致血糖、血脂升高,使糖尿病、高血脂症风险性增加,其机制有待进一步探讨。

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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

俞发荣, 郭蕴萱, 连秀珍, 等.噪声污染对大鼠肝肾功能的影响[J].生态科学, 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

甘肃省基础研究创新群体项目(145RJIA333); 兰州市科技计划项目(2014-1-182; 2015-3-80); 甘肃省高校科技创新团队项目(2016C-09); 兰州市人才创新创业项目(2016-RC-85); 甘肃省自然科学基金项目（17JR5RA158）;西北民族地区侦查理论与实务研究中心项目; 甘肃政法学院重大项目(2017XZD12); 甘肃政法学院“文翰学者”项目

俞发荣(1959—), 男, 甘肃民勤人, 博士, 研究员, 硕士研究生导师。研究方向: 法医生物学、社会环境压力对人类健康的影响、药理学和毒理学实验及实验动物学, E-mail: tim9898@163.com

*通信作者:谢明仁, 男, 硕士生导师, 副教授, 主要从事法医物证技术研究, Xmr7600@gsli.edu.cn.