【doc】人造矿物纤维对肺巨噬细胞的毒作用研究

【doc】人造矿物纤维对肺巨噬细胞的毒作用研究 人造矿物纤维对肺巨噬细胞的毒作用研究 .7刁一王7人造矿物纤维对肺泡 巨噬细胞的 ? 王起恩韩春华昊卫东刘世杰神山宣彦——_一 ,_—一 毒作用研究n 【摘要l目的比较l0种人造矿物纤维对肺泡巨噬细胞毒作用的差异.方法选用日本纤维 状物质研究会提供的lO种标准人造矿物纤维(JFM纤维).在体外用豚鼠肺泡巨噬细胞(AM)作为靶 细胞,分别对JrM纤维作用于AM后超氧阴离子自由基(),过氧化氢(O2)的产生,各胱甘肽 (GsH)及细胞内游离ca2浓度的变化进行了测定.结果l0种JFM纤维中.大多数都可引起O和 02的产生增多,GsH含量下降及细胞内游离C2浓度升高,但其作用均低于温石棉.结论JFM 纤维的一般细胞毒性均低于温石棉.这些人造矿物纤维虽然作为石棉的代用品使用,但对机体仍会 产生一定的有害作用. 【美越词】细胞毒性,免疫括性氧组分人造矿物纤维脐泡琶噬 stI如锄q怕ddly0fM曩deMnb盯栅AloM瞰瑚pI噼叽.‰ ,盹矾洒,.ofDo啪,Med/~,100083 【Ab蜊】0t吐e叫T0.m平眦thedige~r.eein啊d曲to山elr嘲啪—mem盥edby tenkirI出ot"ITl岍_皿der婀al矗.M棚町凼TenklII出of~n-wdemi矗eparedJal~nFibr~ ^.酬幽Re~re,hABsoci丑li帆(JFMjwe陀Ilsedwimv即l?l帕pba由tedfl舢n阻 萨ina3 thefeell~.0帅学esinthe60I】of0andO2,levelsot"她lIIioIIeandoeuu1日rfree曲kil皿i叽 (()iIl小?l且r1虻r0phE帅detennin,edRe&?拓M0吕tofthe1016r出ofJFM6bcodcaLin- crelt~pIoducd0not"OandO2.腭dI1cti衄ot"level~ot"LI【砒or.eandirIcre鹧eot"cellularfreecalciumiol1 (jin蛐mac10pb咿,t0aexlerlld1aIltI1日tcaI】8edbyc80山.r吐In雕.tlleey. cofJFMw舶leBsthant}1丑lot"dlljle.Al【I.帆曲llIr唧eooldbeused聃呲e8for 船ben?,Uc0ucaI盹certainlI唧toIII】II眦di. 1K】Cy商c,i帅|Iu|loIcEe.~etiveoxygen目M蛐?rnadeneI丑l 由于石棉已被确定为人类致癌物.因此近年来 各种石棉代用品的开发和使用越来越多,其中以人 造矿物纤维(NMMF)为目前最主要的石棉代用品. 70年代末已有动物实验表明,MNMF对机体也存在 有害作用,其中包括致癌作用,但迄今尚缺乏人群流 行病学调查资料.本研究选用了日本纤维状物质研 究协会(JFNtlA)提供的1O种标准人造矿物纤维 (JFllf纤维)以及UICC温石棉B,以肺泡巨噬细胞作 为靶细胞,比较这10种删纤维产生活性氧等指标 的作用,并对其细胞毒作用机制进行了探讨. 材料与方法 1.人造矿物纤维:JFllf纤维由日本中央劳动灾 害防止协会提供(日本劳动省产业医学综台研究所 率研究受日中医学协会资助 作者单位:1北京医科大学劳动卫生教研室100083,2北京体 育师范学院.3日率劳动省产业医学综合研究所 . 论着. 神山宣彦博士研制),其名称及主要特性见表1.石 棉为UICC温石棉B. 2.细胞:豚鼠肺泡巨噬细胞(AN)经支气管肺 泡灌洗法获得. 3.超氧阴离子自由基(O)的测定Lj:取2x106 个AN,分别加入200/llll的温石棉或JFN纤维, 在37作用2小时后,用细胞色素c还原法测定还 原型细胞色素c的生成量来代表O的产生量. 4.过氧化氢(H202)的测定L2:取2x106个AM, 分别加入0o/lld的温石棉或JFM纤维.在37oc 作用2小时后,用酚红氧化法测定02的产生量. 5.谷胱甘肽(GSH)含量的测定J:取2x106个 AN,分别加入200/llll的温石棉或JFM纤维,在 37作用2小时后.超声破碎细胞,用荧光法测定 GSH的含量. 6.细胞内游离c浓度的测定l4:取1X106 个AM.用Fluo-3/AN负载后,分别加入2170/的 , 328 温石棉或JFM纤维,在37?作用1小时后,用荧光 分光光度计测定荧光强度. 7.统计分析方法:用Pli/ll~l-软件对数据进行, 检验. 结果 JFM纤维对AM产生昕,H202,GSH和游离 ca2'含量的影响见表2. 讨论 在矿物纤维的致病机理中,活性氧被认为起了 很重要的作用L5j.本研究结果表明,温石棉使AM 产生的0f和量均明显增多,而在10种JFM 纤维中,除WOI外,其他均可使昕的产生明显增 多,但其中只有GW1,SC1,Rw1,TO1,W01和MG1 产生的明显增多,其他4种JFM纤维则与对照 0lJM.NovemberI998.V32.N0 的差异无显着性,提示不同的JFM纤维刺激AM产 生活性氧的能力不同.与温石棉相比,在刺激O 产生的过程中,10种JFM纤维均明显低于温石棉: 而在刺激的产生过程中,只有GW1的作用与 温石棉相似,其他JFM纤维产生活性氧的能力则均 低于温石棉.有研究表明,陶瓷纤维(RCF1—4),玻 璃棉(MMVF10和l1),岩棉(MMVF21)和矿渣棉 (MMvF22)均能使活性氧的产生增多I6J.岩棉 (MMVR1)和玻璃纤维(CODE100/475),陶瓷纤维 (碳化硅和RCF1)可使AM产生少量的O.结台 本结果,可以认为太多数MMMF均可刺激活性氧的 产生,脒个别纤维外.其刺激程度均低于石棉.虽然 MMMF通过活性氧致病的作用低于石棉,但仍存在 不同程度的毒性作用,值得引起注意. 玻璃棉(MMVF10)和陶瓷纤维(t~CF1)均可使 AM中的GsH含量下降,但其程度均低于铁石棉J. 襄1实验所用矿物纤维的名称及长度与直径(tun) 襄2标准人造矿物纤维对豚鼠肺泡巨噬细胞产生Of谷胱甘且5=和游离O的影响 (j?s,n=4) 与对照组比较P<O05.一P<O01;与温石棉组比较P<0.05P<O.01 生堡塑堕匿望盘查1塑至l1旦璺墼堂竖?塑 本结果也表明,温石棉与Pr1,TO1,SC1,WO1,MG1 和RF2均可明显降低AM中的GSH含量.其中PF1 和TOI的作用与温石棉相似,提示这些MMMF的确 可使细胞产生氧化应激. 本结果还表明,温石棉可使AM中游离c丑"升 高5倍,而lO种JFM纤维中,除WO1和GW1外都 可使AM中游离Ca2水平发生不同程度的升高,但 均低于温石棉的效应.提示多数MMMF可引起细 胞内游离ca2稳态失调,这也可能是MMMF引起细 胞毒作用(包括致癌作用)的一种机制. 期研究认为,纤维的几何形状,长度和直径, 表面积等与其致病性有密切关系.我们根据表l中 各种纤维的长度和直径的乘积,算出每根纤维的比 表面积.在同一重量的条件下,凡是细小的纤维,其 实际根数也越多,其比表面积也越大.我们按计算 所得的比表面积大小先排队,然后再与4个指标的 排队结果相对应.这时看到GSH和游离ca2与比表 面积前4位排序的结果总数十分相似,表明这两个 指标与JFM纤维的比表面积有着十分密切的关系. 这是因为分散度大,比表面积大,表面多带负电荷, 因而吸附细胞蛋白也名,其细胞毒性也必然相对较 大.然而与产生活性氧的两个指标的排序相比,则 似乎投有明确的关系.由此可知,J?纤维虽均可 刺激AM产生O和o2,但与长度×直径所得的 比表面积无关,表明这种刺激AM产生O和H2o2 的机制与MMMF的比表面积大小无关,而是通过其 他途径.此种排序比较的方法对多数致病性指标探 索其因果关系时,不失为一种有益的尝试. 综上所述,本实验通过4个毒性指标,初步认为 1O种JFM纤维的毒性均低于温石棉,但由于1O种 JFM纤维在不同指标中所表现出的毒作用程度不 同,仅用这4个指标很难区别出哪种纤维对机体的 危害最大.因此有必要对这lO种JFM纤维的毒性 采用多种方法进行观察,最后再综合分析判断. 参考文献 lC~wald卧CRChandb00k0fmethodsforoxygenradicalra~arch irit,rida:CRCP%.1985l如.147 2PickE,Kei~ariY.A埘如?kn0n~thodfar如naR唧l0f dtogenpezwadeproducedcell~inculture』h~mndMelhods, 1980.38:161.170 3沈惠麒,赵利英曲青山,等.组织中答胱甘肽的荧光测定法. 中华劳动H生职业病杂志.1988,6:103-105 4.IlQs,ChLCM13d~lllOllofCinfi~byamediat~rele~ed humantrachealepithelial嘴lls0to—invitroJPho1. 1995.268:L558-1.564 5K帅DW,GrauffaP,mDrWA,dTheroleoffree=radleal~in船- [?喈_JnduceddiseasesFro,RadieBiolMed,l992,12:293-315. 6lmotoK.Holopain~M,SamtahoM,elCorapadso~of?Ml, 0fm帅-revilr~usfilNres.AnnOecupHY,1997,4:37-50 7H_IllM.Bes~ickPH,D0玎d枷KEnh卸ce0fthem帅pb岬 o,ddativeJmttn[imnmno#c,bulincoatingofrespir~blefibe~:fiber-spe- eirm?肥『lcbetween舶【)e?andm~n-rmaenbL, 1996.篮l33-148. 8Gilra~rPs.DM,BPH,elFro"radicalactivity0fin? 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(中华预防医学杂志鳊辑部)