小鼠吸入70号汽油肝脏的超微结构观察
作者：王河川 邹赛英 殷学军 唐新萍 仇东辉 刘德祥 黄应堂 黄国香
单位：王河川 邹赛英 殷学军 唐新萍 仇东辉 刘德祥 黄国香 (兰州军区乌鲁木齐总医院临床医学研究所 乌鲁木齐 830000)； 黄应堂 (解放军兰州医学高等专科学校)
关键词：
卫生毒理学杂志990213 汽油作为一种有机溶剂，用途广泛，已有实验研究表明：慢性吸入70号汽油对小鼠肝脏有较大影响[1]，对大脑结构亦有改变[2]，但70号汽油慢性吸入小鼠肝脏超微结构的影响未见详细报道，本实验选用70号汽油，通过小鼠不同时间，不同浓度的慢性吸入，动态观察肝脏超微结构的变化，以进一步明确70号汽油对肝脏的影响。
材料与方法
实验用昆明种小鼠，由新疆军区医学试验动物中心供给，体重(20±2)克，雌雄各半，随机分成对照组与实验组，每组30只，实验组设汽油浓度为250，500，1000mg/m3 3个剂量组，每天吸入汽油8小时。实验时间为30，60，90天，70号无铅车用汽油由新疆石化炼油厂提供。
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静式染毒柜体积为48cm×100cm×72cm(0.35m3)，每天试验时将小鼠连笼自一小侧门放入染毒柜内，让其自然挥发，每天染毒8小时后取出小鼠，染毒柜内汽油浓度预实验时经气相色谱法测得(日本岛津GC-9A气相色谱仪)。
实验30，60，90天后分别将对照组和实验组动物处死，10%福尔马林液固定，石蜡包埋切片，HE染色，光镜观察。同时取肝脏组织用3.25%戊二醛固定，锇酸后固定，丙酮脱水，低粘度包埋剂浸透、包埋、聚合、半薄超薄切片，日本JEM-1010透射电子显微镜观察。
结果
一、光镜观察
对照组为基本正常肝组织，实验组：30天组小鼠肝组织内出现灶性细胞坏死及凝固性变化，其病灶数目及程度随吸入浓度的增高而明显递增，即低浓度组病灶多于正常对照组，中浓度组多于低浓度组，以高浓度组病变最明显。60天组肝脏灶性坏死数目明显增多，坏死灶周围淋巴细胞浸润明显，肝细胞浆呈空网状，尤以中央静脉周围肝细胞变化显著，病变程度随吸入浓度增高而加重。90天组全组肝脏中均出现以上病变，灶性坏死区域淋巴细胞浸润达几十个，肝细胞胞浆普遍呈网格状，胞核出现固缩现象，中央静脉扩张，其周围1/3层(Ⅲ带)肝细胞呈现透明变。
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二、电镜观察
对照组肝细胞呈现正常的各细胞器结构。实验组：30天组肝细胞浆内糖原颗粒减少，线粒体肿胀，滑面内质网囊泡状扩张。60天组以上病变进一步发展，胞浆内出现区域性糖原溶解，滑面内质网显著扩张伴融合，其中可见低电子密度均匀一致物质，脂滴聚集，胞核肿胀，染色质均匀(图1)。90天组胞浆内呈空网状，线粒体分布于网架周围，滑面内质网结构消失，偶见粗面内质网呈岛状残留(图2)，弥散性糖原溶解，其中分布细胞器碎片及脂滴肝细胞边缘微绒毛变性，毛细胞管扩张，胆汁淤积(图3)，胞核染色质边集(图4)。以上超微结构改变，各不同浓度组相比较以高浓度组病变尤为显著。
图1 小鼠60天组肝细胞浆内糖原溶解内质网扩张伴融合×3000
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图2 小鼠90天组肝细胞浆内粗面内质网呈岛状残留×2500
图3 小鼠90天组肝细胞呈空网状，弥散性粗原溶解，内滑面内质网显著扩张融合脂滴聚集×300
图4 小鼠90天组肝细胞胞膜微绒毛变性，毛细血管扩张胆汁淤积×2500
讨论
70号无铅车用汽油是常用的有机溶剂，其主要成份是脂肪饱和烃及不饱和烃，尚混有芳香烃及少量硫化物，对神经系统有较高的亲和力及损伤作用。汽油成份苯及1，3-丁二烯成份对人及动物可能是一种致癌物[3]，有研究认为长期慢性吸入汽油可引起神经衰弱及消化系统疾病；动物试验表明，周期性使用无铅汽油熏蒸处理小鼠，在雌鼠中诱导出肝脏肿瘤增加，雄鼠在2056ppm无铅汽油处理1，3，6，13周后，肝的重量显著增加[4]。黄应堂[1]等给小鼠在1000mg/m3剂量下慢性吸入70号汽油90天病理检查肝脏表现为肝细胞坏死及门管区炎细胞浸润。而从我们给小鼠在不同时间(30，60，90天)不同剂量(250，500，1000mg/m3)的条件下的实验结果看，动物染毒时间长短与肝脏病变程度相关，即染毒时间越长，病变越严重；染毒剂量的高低与肝脏病变程度呈递增趋势，即剂量越高，肝脏组织病变越明显，在高剂量(1000mg/m3)长时间(90天)的情况下小鼠肝脏病变主要为Ⅲ带肝细胞浆呈网格状，胞核固缩，中央静脉扩张，肝细胞呈透明变。
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肝脏的超微结构变化主要表现为：糖原溶解，滑面内质网肿胀伴融合，最终导致胞浆内低电子密度物质聚集，正常结构破坏。一般认为在正常肝脏的解毒功能中，Ⅲ带肝细胞属于营养血管的末稍区域，由于营养条件较差，对有害因素的抵抗力和再生能力较弱，在机体各种有害因素作用下，首先出现中毒性改变。本组实验观察到肝组织以Ⅲ带严重损伤为特点的超微结构和组织结构变化，表明肝脏在时间和浓度渐进性递增条件下所出现的中毒性损害依肝脏的组织结构特点呈持续性加重的发展过程，从而证实了70号汽油对肝脏具有明显的毒性作用。而高浓度长时间吸入汽油所造成的肝脏超微结构变化必然引起肝脏出现功能性改变，这在我们对本实验小鼠外周血谷丙转氨酶(ALT)在90天开始出现升高，最高达75.1U/L的动态观察中予以证实[5]。而病理组织学，尤其超微结构的改变明显早于生化指标的出现，尤其当肝脏已出现显著的结构破坏时ALT出现显著升高这一特点，提示汽油对肝细胞的损害是一量的积累过程，低浓度短时间吸入汽油所引起轻微的肝细胞病变尚属早期阶段，高浓度持续吸入则引起肝结构及功能的损害。
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汽油对小鼠肝脏超微结构的影响，可能与汽油所含成份苯有关。Jonek[6]等用家兔吸入苯蒸汽3个月，分2次对其肝脏进行超微结构检查，一次在中毒完成之后立即进行，一次在3个月以后，均发现有超微结构的变化。Hogsteds[7]等用微核(MN)为指标分析了15名汽油泵工人的淋巴细胞微核，结果微核频率显著增加，并认为职业接触使MN增高的原因可能是因为汽油中的苯所引起，这些研究都表明苯在汽油中及苯本身的毒副作用。我们的试验结果表明：小鼠慢性吸入汽油，可以致肝细胞受损而出现超微结构的变化，并可能与苯有一定关系，因此在人群中应加强劳动防护措施，减少与汽油的接触，以利于提高健康水平。
参考文献
1.黄应堂，杨雪梅，梁少杰，等.小鼠不同时间吸入70号汽油对肝脏影响的实验观察.解放军预防医学，1993，11(3)：187～189.
2.黄应堂，杨雪梅，周其全，等.实验性小鼠慢性汽油吸入后大脑超微结构观察.中华劳动卫生职业病杂志，1994，12(2)：109～110.
, http://www.100md.com
3.Mehlman MA.Dangerous and cancer-causing properties of products and chemicals in the oil refining and petrochemical industry Ⅷ,Health effects of motor fuels:Carcinogenicity of gasoline scientific updata.Environ Res,1992,59(1):238～49.
4.Tilbury L,Butterworth BE,Moss O et al,Hepatocyte cell proliferation in mice after inhalation exposure to unleaded gasoline vapor.Toxicol Enviro Health,1993,38(3):293～307.
5.王河川，李建华，殷学军，等.小鼠慢性吸入70号汽油对血清谷丙转氨酶(ALT)的影响.职业与健康，1997，13(4)：5～7.
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6.Jonek J,przybylowski J,Gryzbek H.et al,Ultrastructural changes in the liver following chronic experimental intoxication with benzine and ethyline vapour.Exp pathol Jena,1978;15(4):234～7.
7.Higstedt B,holmen A,Karlsson A.et al.Gasoline pump mechanics had increased frequencies and sizes of micronuclei in lymphocytes stimulated by pokeweed mitogen.Mutat Res,1991,263(1):51～5.
(修回日期 1998年8月), http://www.100md.com
单位：王河川 邹赛英 殷学军 唐新萍 仇东辉 刘德祥 黄国香 (兰州军区乌鲁木齐总医院临床医学研究所 乌鲁木齐 830000)； 黄应堂 (解放军兰州医学高等专科学校)
关键词：
卫生毒理学杂志990213 汽油作为一种有机溶剂，用途广泛，已有实验研究表明：慢性吸入70号汽油对小鼠肝脏有较大影响[1]，对大脑结构亦有改变[2]，但70号汽油慢性吸入小鼠肝脏超微结构的影响未见详细报道，本实验选用70号汽油，通过小鼠不同时间，不同浓度的慢性吸入，动态观察肝脏超微结构的变化，以进一步明确70号汽油对肝脏的影响。
材料与方法
实验用昆明种小鼠，由新疆军区医学试验动物中心供给，体重(20±2)克，雌雄各半，随机分成对照组与实验组，每组30只，实验组设汽油浓度为250，500，1000mg/m3 3个剂量组，每天吸入汽油8小时。实验时间为30，60，90天，70号无铅车用汽油由新疆石化炼油厂提供。
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静式染毒柜体积为48cm×100cm×72cm(0.35m3)，每天试验时将小鼠连笼自一小侧门放入染毒柜内，让其自然挥发，每天染毒8小时后取出小鼠，染毒柜内汽油浓度预实验时经气相色谱法测得(日本岛津GC-9A气相色谱仪)。
实验30，60，90天后分别将对照组和实验组动物处死，10%福尔马林液固定，石蜡包埋切片，HE染色，光镜观察。同时取肝脏组织用3.25%戊二醛固定，锇酸后固定，丙酮脱水，低粘度包埋剂浸透、包埋、聚合、半薄超薄切片，日本JEM-1010透射电子显微镜观察。
结果
一、光镜观察
对照组为基本正常肝组织，实验组：30天组小鼠肝组织内出现灶性细胞坏死及凝固性变化，其病灶数目及程度随吸入浓度的增高而明显递增，即低浓度组病灶多于正常对照组，中浓度组多于低浓度组，以高浓度组病变最明显。60天组肝脏灶性坏死数目明显增多，坏死灶周围淋巴细胞浸润明显，肝细胞浆呈空网状，尤以中央静脉周围肝细胞变化显著，病变程度随吸入浓度增高而加重。90天组全组肝脏中均出现以上病变，灶性坏死区域淋巴细胞浸润达几十个，肝细胞胞浆普遍呈网格状，胞核出现固缩现象，中央静脉扩张，其周围1/3层(Ⅲ带)肝细胞呈现透明变。
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二、电镜观察
对照组肝细胞呈现正常的各细胞器结构。实验组：30天组肝细胞浆内糖原颗粒减少，线粒体肿胀，滑面内质网囊泡状扩张。60天组以上病变进一步发展，胞浆内出现区域性糖原溶解，滑面内质网显著扩张伴融合，其中可见低电子密度均匀一致物质，脂滴聚集，胞核肿胀，染色质均匀(图1)。90天组胞浆内呈空网状，线粒体分布于网架周围，滑面内质网结构消失，偶见粗面内质网呈岛状残留(图2)，弥散性糖原溶解，其中分布细胞器碎片及脂滴肝细胞边缘微绒毛变性，毛细胞管扩张，胆汁淤积(图3)，胞核染色质边集(图4)。以上超微结构改变，各不同浓度组相比较以高浓度组病变尤为显著。
图1 小鼠60天组肝细胞浆内糖原溶解内质网扩张伴融合×3000
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图2 小鼠90天组肝细胞浆内粗面内质网呈岛状残留×2500
图3 小鼠90天组肝细胞呈空网状，弥散性粗原溶解，内滑面内质网显著扩张融合脂滴聚集×300
图4 小鼠90天组肝细胞胞膜微绒毛变性，毛细血管扩张胆汁淤积×2500
讨论
70号无铅车用汽油是常用的有机溶剂，其主要成份是脂肪饱和烃及不饱和烃，尚混有芳香烃及少量硫化物，对神经系统有较高的亲和力及损伤作用。汽油成份苯及1，3-丁二烯成份对人及动物可能是一种致癌物[3]，有研究认为长期慢性吸入汽油可引起神经衰弱及消化系统疾病；动物试验表明，周期性使用无铅汽油熏蒸处理小鼠，在雌鼠中诱导出肝脏肿瘤增加，雄鼠在2056ppm无铅汽油处理1，3，6，13周后，肝的重量显著增加[4]。黄应堂[1]等给小鼠在1000mg/m3剂量下慢性吸入70号汽油90天病理检查肝脏表现为肝细胞坏死及门管区炎细胞浸润。而从我们给小鼠在不同时间(30，60，90天)不同剂量(250，500，1000mg/m3)的条件下的实验结果看，动物染毒时间长短与肝脏病变程度相关，即染毒时间越长，病变越严重；染毒剂量的高低与肝脏病变程度呈递增趋势，即剂量越高，肝脏组织病变越明显，在高剂量(1000mg/m3)长时间(90天)的情况下小鼠肝脏病变主要为Ⅲ带肝细胞浆呈网格状，胞核固缩，中央静脉扩张，肝细胞呈透明变。
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肝脏的超微结构变化主要表现为：糖原溶解，滑面内质网肿胀伴融合，最终导致胞浆内低电子密度物质聚集，正常结构破坏。一般认为在正常肝脏的解毒功能中，Ⅲ带肝细胞属于营养血管的末稍区域，由于营养条件较差，对有害因素的抵抗力和再生能力较弱，在机体各种有害因素作用下，首先出现中毒性改变。本组实验观察到肝组织以Ⅲ带严重损伤为特点的超微结构和组织结构变化，表明肝脏在时间和浓度渐进性递增条件下所出现的中毒性损害依肝脏的组织结构特点呈持续性加重的发展过程，从而证实了70号汽油对肝脏具有明显的毒性作用。而高浓度长时间吸入汽油所造成的肝脏超微结构变化必然引起肝脏出现功能性改变，这在我们对本实验小鼠外周血谷丙转氨酶(ALT)在90天开始出现升高，最高达75.1U/L的动态观察中予以证实[5]。而病理组织学，尤其超微结构的改变明显早于生化指标的出现，尤其当肝脏已出现显著的结构破坏时ALT出现显著升高这一特点，提示汽油对肝细胞的损害是一量的积累过程，低浓度短时间吸入汽油所引起轻微的肝细胞病变尚属早期阶段，高浓度持续吸入则引起肝结构及功能的损害。
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汽油对小鼠肝脏超微结构的影响，可能与汽油所含成份苯有关。Jonek[6]等用家兔吸入苯蒸汽3个月，分2次对其肝脏进行超微结构检查，一次在中毒完成之后立即进行，一次在3个月以后，均发现有超微结构的变化。Hogsteds[7]等用微核(MN)为指标分析了15名汽油泵工人的淋巴细胞微核，结果微核频率显著增加，并认为职业接触使MN增高的原因可能是因为汽油中的苯所引起，这些研究都表明苯在汽油中及苯本身的毒副作用。我们的试验结果表明：小鼠慢性吸入汽油，可以致肝细胞受损而出现超微结构的变化，并可能与苯有一定关系，因此在人群中应加强劳动防护措施，减少与汽油的接触，以利于提高健康水平。
参考文献
1.黄应堂，杨雪梅，梁少杰，等.小鼠不同时间吸入70号汽油对肝脏影响的实验观察.解放军预防医学，1993，11(3)：187～189.
2.黄应堂，杨雪梅，周其全，等.实验性小鼠慢性汽油吸入后大脑超微结构观察.中华劳动卫生职业病杂志，1994，12(2)：109～110.
, http://www.100md.com
3.Mehlman MA.Dangerous and cancer-causing properties of products and chemicals in the oil refining and petrochemical industry Ⅷ,Health effects of motor fuels:Carcinogenicity of gasoline scientific updata.Environ Res,1992,59(1):238～49.
4.Tilbury L,Butterworth BE,Moss O et al,Hepatocyte cell proliferation in mice after inhalation exposure to unleaded gasoline vapor.Toxicol Enviro Health,1993,38(3):293～307.
5.王河川，李建华，殷学军，等.小鼠慢性吸入70号汽油对血清谷丙转氨酶(ALT)的影响.职业与健康，1997，13(4)：5～7.
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6.Jonek J,przybylowski J,Gryzbek H.et al,Ultrastructural changes in the liver following chronic experimental intoxication with benzine and ethyline vapour.Exp pathol Jena,1978;15(4):234～7.
7.Higstedt B,holmen A,Karlsson A.et al.Gasoline pump mechanics had increased frequencies and sizes of micronuclei in lymphocytes stimulated by pokeweed mitogen.Mutat Res,1991,263(1):51～5.
(修回日期 1998年8月), http://www.100md.com