频繁使用染发剂对小鼠染色体畸变率影响的研究

频繁使用染发剂对小鼠染色体畸变率影响的研究 CN 53 - 1040/ Q ISSN 0254 - 5853 动 物 学 研 究 1999 , Oct. 20 ( 5) : 327,331 Zoological Research Ξ 频繁使用染发剂对小鼠染色体畸变率影响的研究 熊习昆梁雪梅蔡玟谢晓萍古梅英陆凌霞 ( 广东省卫生防疫站 广州 510300) 摘要 : 研究了多次接触 7 种染发剂对不同组小鼠骨髓和生殖细胞染色体畸变率的影响 。结果发现 , 7 种染 发剂均导致出现较高的染色体畸变率 , 3 种能引起小鼠骨髓细胞染色体畸变率显著上升 , 其中以粉末状染发剂 的影响最为严重 。4 种染发剂对进行生殖细胞染色体畸变实验的小鼠均产生显著影响 , 尤以氧化型染发剂最为 明显 。 关键词 : 染发剂 , 染色体畸变 , 骨髓细胞 , 生殖细胞 () 中图分类号 Q9591837 文献标识码 A 文章编号 0254 - 5853 1999- 05 - 0327 - 05 : : : ( ) 染发剂是一类广泛使用的特殊用途化妆品 。按提供 。随机分为 A 、B 、C 共设对照组 1 、D 、其着色的牢固程度一般分为暂时性染发剂 、半永久 ( ) E 、F 、G 共设对照组 2 7 个实验组 , 每组 10性染发剂 、永久性染发剂 3 大类 。按来源及其作用 只 ,雌雄各半 , 体重 18,22 g 。() 方式又可分为颜料 色素类染发剂 、植物性染发 112 实验材料剂 、金属盐类染发剂 、氧化型染发剂等 。70 年代 () 国产的 7 种不同类型 醋酸铅 、对苯二胺和后 , 各国生产和使用的染发剂种类 、数量不断增 () 剂型 粉状 、膏状 、摩丝等染发剂 , 分别对应于加 , 人们对染发剂的使用安全性也开始引起重视 。 () Ames 1975用细菌测试系统对 169 种染发剂进 上述 7 组实验动物 。 行检验 , 发现其中有 150 种有致突变作用 。此后 , 113 染毒许多学者对不同种类的染发剂及其主要组分进行了 粉末状染发剂以 1?5 水溶稀释 , 乳 、膏 、摩丝 多方面的研究 , 取得了一些有意义的结果 。在我 状染发剂不稀释 。将约 012 mL 染发剂摸拟染发过 国 , 染发剂的大量生产与使用较晚 , 对染发剂的毒 程 , 均匀涂抹于对应组的小鼠背部皮毛上 , 每周染理学研究相对不足 。目前 , 我国染发剂的生产和销 ( 毒两次 , 持续 23 d 贯穿小鼠生精细胞的发生过 售呈不断增加的趋势 , 国内不少学者也相继发现一 些染发剂存在一定的问题 。以往的实验多在一次性 ) 程, 共染毒 7 次 。 接触染发剂的基础上进行 , 而染发剂在实际生活中 114 制片与观察一般以间断性的多次使用为主 。因此 , 有必要对多 于最后 1 次染毒后第 2 天进行染色体标本的制 次使用染发剂后可能导致的潜在性危害进行深入研 μ备。实验前按 4g/ g 体重对小鼠进行腹腔注射秋 究 。本文选择了有一定代性的几种不同类型的染 水仙素 , 4 h 后脱颈椎处死 , 分别取其股骨和睾丸 发剂对小鼠进行多次接触实验 , 以观察频繁接触染 进行骨髓细胞和生精细胞染色体制片 。 发剂对动物体细胞和生殖细胞可能造成的影响并评 ?骨髓细胞染色体标本 : 取股骨以空气干燥法 制片 , 5 %的 Giemsa 磷酸盐缓冲液染色 、镜检 。每 一实验组按 GB7918 - 87 的要求 , 选取 5 个个体进 行染色体畸变观察 。 估其使用安全性 ,现将结果报道如下 。 ?生精细胞减数分裂染色体标本 : 取雄鼠睾丸 1 材料与方法( ) 参照施立明 1985 的方法制片 , 10 %的 Giemsa 111 实验动物 磷酸盐缓冲液染色 、镜检 。本次实验仅对 D 、E 、 N IH 品系小鼠 ,由广东省医学实验动物中心F 、G 4 组动物进行了减数分裂分析 。 期 ?的分裂相 , 统计性染色体和常染色体的单价 2 实验结果 () 体 、易位多价体 链和环的出现率 。结果见表 1 骨髓细胞染色体观察染色体畸变现象及比率 ; 和表 2 。 生精细胞染色体观察精母细胞减数分裂浓缩期及中 表 1 接触染发剂小鼠骨髓细胞染色体畸变结果 Ta ble 1 Ha ir dye induce the chromosome a berration of bone marro w cell - 1染色体畸变率/ % 样品 L D值/ mg?kg 染发剂编号观察细胞数性状及主要成分t 值50(chro mo so me ( )()()( )( )gro up s cells characto r and co mpo sitio n value of L Dt2value 50)aberratio n 33 3178 A 1012 粉状 , 不详3 690 255 B 1143 17 100 500 14膏状 , 对苯二胺 + 间苯二酚5335198 粉状 , 间苯二酚 + 2 , 4 二氨基苯酚 C 5 840 500 1318 —316 514 对照 1 4 300 501 1186 D 916双剂氧化型 , 对苯二胺 + 对氨基酚333 010 508 4117 E 1414 粉状 , 添加中草药 > 10 000 500 818 1143 F 膏状 , 醋酸铅类 > 10 000 1154 500 910 双剂氧化型 , 对苯二胺 G 对照 2500 614 (A 组 8 只动物染毒期死亡 , 33 P < 0101 , 数据由 SPSS 软件统计处理 eight mice in gro up A died befo re t he chro mo so me ) p reparatio n ; 33 P < 0101 , t he data dealt wit h SPSS sof t ware。 表 2 染发剂对小鼠生精细胞染色体畸变率的影响 Ta ble 2 Ha ir dye induce the chromosome a berration of germinal cell ( ) 染色体畸变率/ % ratio chro mo so me aberratio n 染发剂编号观察细胞数动物数/ 只( )( )()gro up s number of animal cells ( ) ( ) 单价体 mo novalent 易位多价体 quadrivalent X , Y 常染色体 3310 10 311 D 5 192 1312331313 914 417 E 5 128 331112 1119 218 F 5 143 331512 816 519 G 5 256 5 242 对照 2 817 919 010 (与对照组比较 33 P < 0101 , 数据由 SPSS 软件统计处理 co mpare wit h t he co nt rol , 33 P < 0101 , t he data dealt ) wit h SPSS sof t ware。 已知 N IH 小鼠是一种对诱变剂敏感的动物品和常染色体单价体出现频率一般比对照组高 ,但无 系 。正常 N IH 小鼠的骨髓细胞有 40 条端着丝粒染 统计学差异 ; 其中观察到较高的易位多价体出现 色体 , 观察可见少量的自发畸变 , 这类畸变多以断 率 , 如环状四价体 、链状四价体等 , 有时还伴有染 ( ) 裂出现 。在染发剂染毒组小鼠中我们发现 色体断片出现 , 所有类 图 1 : E , F。其中以对苯二胺氧 ( ) ( ) 型的染发剂均导致比对照组高的染色体畸变率出 化型染发剂 G , D及粉末状染发香波 E组的 ( ) () 现 , 其中有 3 组 A , C , E与对照组相比有显著 畸变率较高 , 醋酸铅类染发剂 F 的畸变率较 ( ( ) ) 的统计学差异 P < 0101, 这些畸变也多为断裂低 , 与对照组相比均有极显著差异 P < 0101。 和断片 , 但间或有较严重的环状染色体现象出现 3 讨论() 图 1D。因出现的频率较低 , 所以未将其单独与 对照组进行比较 , 而将每一环状染色体的出现记为 实验中发现染发剂在 N IH 小鼠中诱发的染色 ( 体畸变有多发于某一特定染色体的现象 图 1 : A , 2 次断裂 。) B , C, 可能 N IH 小鼠染色体中存在着对染发剂 小鼠正常的减数分裂中期 ?细胞有 19 个常染 的特定敏感位点 , 或者是脆性部位 。从实验结果看 色体双价体和 1 个端 - 端配对的性染色体双价体 () 粉末状染发剂 A , C , E诱发的骨髓细胞染色体 ( ) X , Y。自发的畸变常见有少量分离的 X , Y 染 畸变作用较强 , 3 种粉末状染发剂染毒组均与对照 (组有显著差异 ; 对苯二胺氧化型染发剂 B , D , 色体和常染色体单价体 , 少见断裂与断片 。在染发 ) G对骨髓细胞的致畸作用相对较弱 ,与对照组相 剂染毒进行生殖细胞染色体畸变实验的所有 4 组 () D , E , F , GN IH 小鼠中 , 观察到其性染色体 图 1 频繁使用染发剂对小鼠骨髓细胞染色体及生殖细胞染色体畸变率的影响 Fig. 1 Chro moso mal aberratio n of mouse bo ne marrow cells and germinal cells induced by hair dyes ( ) (A ,B ,C1 示骨髓细胞染色体断裂breaks of chro mo so me of bo ne marrow cell;D1 示骨髓细胞染色体环和断片f ragment and ring of chro mo so me ) ( () of bo ne marrow cell; E1 示生殖细胞链状四价体 chain2quadrivalent of chro mo so me of ger minal cell; F1 示生殖细胞单价体和断片 f ragment ) and mo novalent of chro mo so me of ger minal cell。 () 比无显著差异 。而在小鼠生精细胞染色体畸变实验实 。刘爱华等 1990发现铅可导致触铅工人的外 ( ) ( ) ( ) 中 , 粉末状 E、醋酸铅 F、氧化型 D , G 周淋巴细胞染色体畸变率和 SC E 显著升高 ; L erda的所有 4 种染发剂均对其产生较强的致畸作用 , 提 ( ) 1992发现在质量浓度为 011 至 200 mg/ L 的硝酸 示增殖过程更快的生殖细胞对染发剂的致畸作用可 铅溶液中 , 洋葱根尖的分生组织在较低浓度出现生 能更为敏感 。 长减慢或染色体畸变 , 而在较高浓度中 24 h 后不 醋酸铅类染发剂是一种渐进性金属染发剂 。有 能生长 , 结果呈现剂量反应关系 。还有许多学者证 资料报道 , 目前美国的男用染发剂有 23 %为含醋 实 , 铅会对中枢神经 、内分泌 、生殖系统等产生伤 ( ) 酸铅的重金属盐类染发剂 Casperso n , 1994。80 害作用 , 甚至浓度低达 115 mg/ kg 时 , 这类伤害仍 年代前 , 铅不被认为是致突变剂 , 也不是肯定的致 能发生 , 并且 , 母体的铅能通过胎盘和乳汁传至下 () 癌剂 袁宝珊 , 1991。但接触一定浓度的铅将对 一代 , 引起子代脑发育不良 。从我们的实验结果来 畸变率上升 , 又可影响其精母细胞减数分裂的正常, 且后者高于前者约 1 倍 , 显示染发剂可能著升高 进行 。而生殖细胞中的平衡易位可传至下一代 , 对 有一定的生物富集作用 。据所查阅到的资料 , 在我 整个人类种群的基因库造成负面影响 , 长期使用其 国学者报道的 32 种染发剂实验中 , 具致突变性的 后果令人担扰 。占 66 % , 说明其潜在危害不容忽视 。 染发剂在我国主要用以染黑发 , 以含对苯二 值得注意的是 , 在我们的实验中 , 观察到 1 组 胺 、间苯二胺及其一些衍生物的氧化型染发剂占绝 小鼠在连续多次染毒时 , 有 8 只动物逐渐衰竭死 对的优势 , 其主要成分约 20 余种 。一般含 1 %, 亡 , 并且在我们同时进行的染毒小鼠胚胎毒性效应 115 %的对苯二胺 , 部分还含 015 %的对氨基酚等 。 观察中 , 统计到有 5 组小鼠的雌鼠有胚胎死亡现 我们选择的几种染发剂样品也是如此 。国外一些学 象 。在本实验之前 , 尚未见染发剂对生殖细胞功能 者在对染发剂的某些主要成分进行的细胞遗传学研 有影响的报道 。但在本实验中 , 却显示染发剂对 ( ) 究中 , 很少有阳性结果出现 王莉莉等 , 1989 。 N IH 小鼠生精细胞染色体畸变率有明显影响 , 具 从我们的实验结果看 , 频繁接触染发剂的 N IH 小 体表现为减数分裂过程中易位多价体的显著增高 , 鼠 , 其体细胞染色体畸变率与该两类物质也看不出 说明通过皮肤吸收的染发剂有可能透过血睾屏障对 ( 有直接联系 。曾有人发现 , 商品型 2 - 2′,4′- 二 生殖细胞产生影响 。 ) () 氨基苯氧基乙醇 染发剂组成成分之一在实验 近年来 , 彩色染发剂在我国市场上不断涌现 , 中比纯品的致突变能力大 8 倍 , 但在将该物质提纯 除小部分是进口产品外 , 大多是我国化妆品生产企 (后 , 其致突变能力明显降低 , 接近纯品水平 王莉 业近年研制及开发出来的产品 , 其色彩内容多种多 ) 莉等 , 1989, 说明染发剂诱发的染色体畸变可能 样 , 所含有效成分则变化更多 、更复杂 , 其长期使 主要以较复杂的混合物的协同作用方式出现 。 用后会否出现问题 , 尚有待进一步研究 。 在我们对数种进口染发剂的普通毒理学试验 染发剂有着广阔的市场前景 , 美国近几年仅男 中 ,发现同为苯胺类衍生物为主要成分 、但颜色不同 用染发剂就以每年 12 万份的速度递增 , 1992 年达 因而配方不同的染发剂 ,其 L D值在 2 710 ?10 000 120 万份 。我国使用染发剂的人数目前尚无法估50 计 , 但根据卫生部监督司的资料 , 目前我国正式批 mg/ kg 之间 , 也意味着上述推断确有存在的可能 性 。 准生产的染发剂以每年数十种的速度上升 , 由此可 () 黄华等 1990以 Ames 试验检测了数种国产 看出染发剂生产和销售的强劲势头 。由于染发剂是 一个复杂的系列混合物 , 其广泛的使用范围和巨大 染发剂的致突变性 , 发现它们在加入 S9 时 , 对 ( ) TA98 菌株均有致突变作用 。宋芬等 1990 、赵 的数量 , 将使其微小的有害效应得到充分的扩大 。 () 泽贞等 1992在对另外的一些染发剂的研究中 , 因此 , 为了保证消费者的使用安全和社会的风险控则发现有的染发剂在不加入 S9 时 , 也具致突变性 , 制 , 加强染发剂的毒理学研究 , 严格染发剂的生产 () 显示其有直接的致突变作用 。宋芬等 1990还发 和销售管理 , 指导人们正确认识与使用染发剂 , 已 现 4 种染发剂中的 3 种能引起小鼠骨髓细胞微核率 是我们目前刻不容缓的任务 。 () 显著升高 。施金莲等 1993在使用染发剂的志愿 人群中 , 发现其头发毛囊细胞微核率显著升高 , 同 致 谢 本文承广东省卫生防疫站马幼骐主任审 时发现 , 涂抹染发剂的 Wistar 大鼠骨髓细胞和多 阅 , 特此致谢 ! 染性红细胞及其胎鼠脐带血多染性红细胞微核率显 参 考文献 Zoological Resea rch , 11 occupatio nally expo sed to arsenic and lead. 王莉莉 ,1989 . 氧化型染发剂致突变性及致癌性的研究进展〔J 〕. 国外( ) ( ) 2:103 - 108 . 医学卫生分册,3 :140,144 .刘爱华 ,贺维顺 ,熊习昆等 ,1990 . 职业性接触砷、铅工人外周淋巴细 刘爱华 ,贺维顺 ,林世英等 ,1991 . 五种云锡矿粉和四种金属化合物对 胞染色体畸变和姐妹染色单体交换率的变化〔J 〕. 动物学研究 , 大鼠骨髓细胞和肺巨噬细胞微核率的影响〔J 〕. 动物学研究 , 12 ( ) ( ) 3:309,313 . 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Af ter being to uched t han co nt rol and t he pow dery t ypes are t he highest . wit h t he hair dyes 7 times during 23 days , t he mo use Fo ur kinds of hair dye of t he seven have been to st ud2 bo ne marrow cells and testis cells are collected to o b2 ied t he chro mo so mal aberratio ns of t he male mo use ger minal cells. All of t hem induce t he chro mo so mal serve t he chro mo so mal aberratio ns. The result s show ( t hat all kinds of hair dye can induce t he chro mo so mal aberratio n of t he ger minal cells t he aberratio n t ypes ) aberratio n of mo use bo ne marrow cells and t he aberra2 include f ragment , mo novalent , quadrivalent , and t he aberratio n ratio s are statistically significant higher and tio n t ypes include break ,f ragment ,ring and so o n . The t he instant2o xidative t ypes are t he highest . ratio s of chro mo so mal aberratio ns induced by t hree Key words : Hair dye ,Chro mo so me aberratio n ,Bo ne marrow cell , Ger minal cell