白噪声暴露大鼠听力损失与血清4种金属元素间的关系
作者：徐庆华 刘广青 史秀凤
单位：(海军医学研究所,上海 200433)
关键词：噪声；听力损失；微量元素；常量元素
海军医学杂志000303 [摘要] 目的:探讨大鼠噪声暴露不同时间后听力损失与血清中4 种金属元素间的关系。方法:大 鼠在120 dB SPL白噪声下暴露1 h、2 h、3 d、7 d和14 d(2 h/d),测定动物听阈并取血清 ,以原子吸收光度法测定大鼠血清铜、锌、铁和镁。结果:实验显示 ,大鼠听力损失随暴露时间的延长而增大,而血清微量元素Cu、Zn、Fe呈下降趋势，常量元素 Mg呈上升趋势。结论:维持Cu、Zn、Fe、Mg在体内的稳定,对减少噪 声性听力损失会有一定作用。
[中图分类号] R852.24；R-332 [文献标识码] A
, 百拇医药
[文章编号] 1009-0754(2000)03-0200-03
The Relationship between Hearing Loss and 4 Serum
Minerals in Rats after White Noise Exposure
XU Qing-hua LIU Guang-qing SHI Xiu-feng
(Naval Medical Research Institute,Shanghai 200433,China)
Abstract: Objective:The aim of the study is to expl ore the relationship between hearing los s and the 4 serum minerals in rats exposed to noise for different periods of tim e.Methods:60 rats were exposed to 120 dB SPL white noise f or 1 h, 2 h, 3 d, 7 d and 14 d (2 h/d)respectively. Hearing threshlod levels were measured then the rats were s acr ificed and the serum samples were collected for detection of copper, zinc, iron an d magnesium with Hitachi 180/80 Polarized Zeeman Atomic Absorption Spectrophotom eter. Results:The study showed that hearing loss in r ats was increased following extension of exposure, while the trace elements (copper, zinc and iron) in seru m tended to decrease, yet the major element magnesium had an increasing trend. C onclusion:Maintaining ideal concentrations of Cu, Zu, Fe and Mg in th e body might be beneficial to alleviation of hearing loss induced by noise.
, 百拇医药
Key words: noise; hearing loss; trace element; mineral
对噪声性听损伤已有不少研究,认为内耳损伤的两大机制是机械性破坏和代谢异常。机械性 破坏指细胞内结构严重损伤,细胞发生溶解。代谢异常指耳蜗血管的血流降低,内耳结构缺氧 ,耳内外淋巴液离子组成改变。上述损伤可引起金属元素分布的改变,而某些元素含量变化也 能影响听觉器官的结构与功能。据报道锌对内淋巴中电解质及酸碱平衡过程起重要作用,缺锌 可抑制Na/K ATP酶活性,抑制毛细胞内Ca调节蛋白质功能,使微管系统结构异常[1] ;镁缺乏增强耳蜗对噪声损伤敏感性,使K和Ca交换受到影响;缺铁可使血管纹和螺旋神经节细 胞退变,耳蜗含铁酶活性降低或消失[2]。为探讨噪声性听觉损伤与金属元素变化 的相关性,我们对大鼠噪声暴露后第21 天的血清铜(Cu)、锌(Zn)、铁(Fe)、镁(Mg)4种金属 元素进行了测定。
, 百拇医药 1 材料与方法
1.1 动物 选用雄性SD大鼠60只,体重210～290 g,分笼饲养,自由进食 、饮水;随机分成6组 ,每组10只,分别为对照组、1 h组(暴露1次,1 h)、2 h组(暴露1次,2 h)、3 d、7 d和14 d 组(2 h/d)。
1.2 暴露噪声 采用B.K.1027型正弦无规信号发生器产生2 Hz～20kHz 白噪声,经GY型400W 扩音器放大后由扬声器组发出。噪声强度为(120±0.5) dB SPL,由B.K.2170型频率分析仪连 续监测,暴露区内声压级变动为1 dB。
1.3 观察指标
1.3.1 听阈测定:暴露后第21 天用戊巴比妥钠腹腔麻醉动物(50 mg/kg),在隔音室用听诱 发电位仪测定。
1.3.2 血清Cu、Zn、Fe、Mg含量测定：听阈测定后眼眶采血,离心取血清,用日立180/80型 原子吸收分光光度计测定。
, 百拇医药
2 结 果
2.1 听力损失
听力损失以噪声暴露组与正常对照组的听阈差表示。噪声暴露后第21 天各组大鼠听力损失 见表1。由于噪声暴露后,各实验组均有部分大鼠感冒继发中耳炎,引起中耳传导障碍,对听力 产生较大影响,因而分别进行统计。从表1可见,大鼠听力损失随暴露时间的延长有增大趋势 ， 呈正相关。未去除患有中耳炎动物,5个实验组的平均听力损失分别为8.5 dB、12.5 dB、16. 5 dB、19.0 dB和24.5 dB,而去除患中耳炎动物后，1 h、2 h组听力已恢复正常，3 d、7 d 和14 d组的听力损失分别为10.2 dB、9.5 dB与23.5 dB，这说明患有中耳炎动物听力不能完 全恢复。
2.2 血清4种金属元素含量
表1 暴露后第21 天大鼠听力损失(dB) 组别
, 百拇医药
未去除患中耳炎动物
去除患中耳
1
h
10
8.5±14.6
6
-0.7±5.8
2
h
10
12.5±14.3
5
, 百拇医药
0.5±6.7
3
d
10
16.5±11.8
6
10.2±10.3
7
d
10
19.0±9.6
5
9.5±4.2
, 百拇医药
14
d
10
24.5±6.1
3
23.5±0.0
2.2.1 未去除患有中耳炎动物,各组动物血清中4种金属元素含量见表2。从表2中可见,噪声 暴露后第21 天各组大鼠血清中Cu、Zn、Fe 3种元素均低于正常对照组。 Cu,3 d、7 d和14 d组与正常组比较有显著性差异;Zn,除3 d组外,其他各组与正常组比较也有显著性差异;Fe,7 d组与正常组比较有显著性差异；Mg,除14 d组外各组均高于对照组,1 h组、2 h组和7 d组与正常组比较有显著差异。表2 噪声暴露后大鼠血清金属元素含量(未去除患中耳炎动物)(μmol/L)
, http://www.100md.com
组别
n
元素
Cu
Zn
Fe
Mg
对照
9
17.12±1.56
18.60±2.75
30.48±2.92(n=5)
876±50
, 百拇医药
1h
9
15.94±2.31
15.59±2.48*
29.07±4.32
940±43**
2h
10
18.49±2.47
13.64±1.29**
27.35±5.00(n=8)
, http://www.100md.com
941±35**
3d
9
14.39±1.42**
16.58±1.93
28.06±4.17(n=8)
905±78
7d
10
13.47±1.65**
14.52±0.92**
, 百拇医药
25.79±3.17*
936±48*
14d
10
15.33±1.42*
13.28±1.25*
26.6±3.81(n=7)
862±61
*与对照组比较P<0.05，**与对照组比较P<0.0 1
2.2.2 去除患有中耳炎动物血清中4种金属元素含量见表3。各实验组去除患中耳炎与未去 除患中耳炎动物血清中4种元素含量的变化与前述结果(表2)基本一致,无统计学意义。表明 中耳炎不影响血清中4种金属元素含量。
, http://www.100md.com
2.2.3 大鼠血清中Cu、Zn两种微量元素总含量见表4。各暴露组(去除和未去除患有中耳炎 动物)两种元素总含量均低于正常对照组,与对照组比较均有显著性差异。由于Cu、Zn两元素 间的拮抗作用,血清中往往显示Cu高Zn低或Cu低Zn高状态,而将两元素总量进行比较,更能看 出代谢改变的状况。
表3 噪声暴露后大鼠血清金属元素含量(去除患有中耳炎动物)(μmol/L) 组别
n
元 素
Cu
Zn
Fe
Mg
对照
, 百拇医药
9
17.12±1.56
18.60±2.75
30.48±2.92
876±50
(n=5)
1 h
6
16.35±2.58
14.55±2.33*
30.25±4.5
933±47*
, 百拇医药
2 h
5
17.38±1.70
13.43±1.27**
27.70±4.53
935±47*
(n =4)
3 d
5
13.93±1.76**
15.95±1.79
, 百拇医药 27.70±6.25
914±70
(n =4)
7 d
5
13.13±1.81**
14.47±1.21**
24.39±3.81*
926±50
14 d
3
15.60±2.20
, 百拇医药
12.97±1.91*
27.70±5.19
852±41
*与对照组比较P<0.05，**与对照组比较P<0.0 1表4 大鼠血清中Cu+Zn总含量(μmol/L) 组别
未去除患有中耳炎动物
去除患有中耳炎动物
n
Cu+Zn
n
Cu+Zn
对照
, 百拇医药
9
35.74±3.83
9
35.74±3.83
1h
9
31.52±2.67*
6
30.87±2.68*
2h
10
32.05±3.01*
, 百拇医药
5
30.75±1.89*
3d
9
31.00±2.40**
5
29.91±2.06**
7d
10
29.55±2.31**
5
27.61±2.70**
, 百拇医药
14d
10
30.13±0.92**
3
28.53±0.26**
*与对照组比较P<0.05，**与对照组比较P<0.0 1
3 讨 论
实验结果显示,大鼠在120 dB SPL白噪声下暴露不同时间后,血清Cu、Zn、Fe微量元素呈下降 趋势,常量元素Mg呈上升趋势。暴露后第21天的听力损失与血清Cu、Zn、Fe、Mg 4种元素含 量均 有关。在强噪声作用下Cu、Zn、Fe的消耗增加,使体内血清中这3种元素含量降低,而应激状 态下血清Mg含量则增高。据报道,人在85 dB(A)条件下工作7 h,血清中Mg含量和尿中Mg 排出 量增加,但红细胞中Mg含量减少[3]。本实验大鼠血清Mg变化趋势与报道相一致,显 示出听力损失随血清Mg含量的增加而减少的趋势,此结果表明机体在噪声作用下,动员了组织 中的Mg,使血清Mg升高而缓解对噪声的敏感性,当体内Mg含量不足又不能及时补给时,则会增 大机体对噪声的敏感性,从而增大听力损失并影响听力恢复。
, 百拇医药
综上所述,噪声引起机体代谢改变,可促使微量元素Cu、Zn、Fe及常量元素Mg的分布改变或消 耗 增加,如果此时补给适量的Cu、Zn、Fe、Mg,对减少噪声性听力损失可能会有一定作用。
[参考文献]
[1] Gersdorff M[英](孙建军摘译).低锌与耳鸣的临床关系[J].国外医学 耳鼻喉科学分册,1988,12(6):365.
[2] 孙爱华.体内因素对噪声性听损伤的影响[J].国外医学耳鼻喉科学分册,1 991,15(6):330.
[3] 刘广青.噪声振动与营养[A].见：赵法主编.营养百科[C].上海：中 国大百科全书出版社上海分社.1992,199.
(收稿:1999-06-10), 百拇医药
单位：(海军医学研究所,上海 200433)
关键词：噪声；听力损失；微量元素；常量元素
海军医学杂志000303 [摘要] 目的:探讨大鼠噪声暴露不同时间后听力损失与血清中4 种金属元素间的关系。方法:大 鼠在120 dB SPL白噪声下暴露1 h、2 h、3 d、7 d和14 d(2 h/d),测定动物听阈并取血清 ,以原子吸收光度法测定大鼠血清铜、锌、铁和镁。结果:实验显示 ,大鼠听力损失随暴露时间的延长而增大,而血清微量元素Cu、Zn、Fe呈下降趋势，常量元素 Mg呈上升趋势。结论:维持Cu、Zn、Fe、Mg在体内的稳定,对减少噪 声性听力损失会有一定作用。
[中图分类号] R852.24；R-332 [文献标识码] A
, 百拇医药
[文章编号] 1009-0754(2000)03-0200-03
The Relationship between Hearing Loss and 4 Serum
Minerals in Rats after White Noise Exposure
XU Qing-hua LIU Guang-qing SHI Xiu-feng
(Naval Medical Research Institute,Shanghai 200433,China)
Abstract: Objective:The aim of the study is to expl ore the relationship between hearing los s and the 4 serum minerals in rats exposed to noise for different periods of tim e.Methods:60 rats were exposed to 120 dB SPL white noise f or 1 h, 2 h, 3 d, 7 d and 14 d (2 h/d)respectively. Hearing threshlod levels were measured then the rats were s acr ificed and the serum samples were collected for detection of copper, zinc, iron an d magnesium with Hitachi 180/80 Polarized Zeeman Atomic Absorption Spectrophotom eter. Results:The study showed that hearing loss in r ats was increased following extension of exposure, while the trace elements (copper, zinc and iron) in seru m tended to decrease, yet the major element magnesium had an increasing trend. C onclusion:Maintaining ideal concentrations of Cu, Zu, Fe and Mg in th e body might be beneficial to alleviation of hearing loss induced by noise.
, 百拇医药
Key words: noise; hearing loss; trace element; mineral
对噪声性听损伤已有不少研究,认为内耳损伤的两大机制是机械性破坏和代谢异常。机械性 破坏指细胞内结构严重损伤,细胞发生溶解。代谢异常指耳蜗血管的血流降低,内耳结构缺氧 ,耳内外淋巴液离子组成改变。上述损伤可引起金属元素分布的改变,而某些元素含量变化也 能影响听觉器官的结构与功能。据报道锌对内淋巴中电解质及酸碱平衡过程起重要作用,缺锌 可抑制Na/K ATP酶活性,抑制毛细胞内Ca调节蛋白质功能,使微管系统结构异常[1] ;镁缺乏增强耳蜗对噪声损伤敏感性,使K和Ca交换受到影响;缺铁可使血管纹和螺旋神经节细 胞退变,耳蜗含铁酶活性降低或消失[2]。为探讨噪声性听觉损伤与金属元素变化 的相关性,我们对大鼠噪声暴露后第21 天的血清铜(Cu)、锌(Zn)、铁(Fe)、镁(Mg)4种金属 元素进行了测定。
, 百拇医药 1 材料与方法
1.1 动物 选用雄性SD大鼠60只,体重210～290 g,分笼饲养,自由进食 、饮水;随机分成6组 ,每组10只,分别为对照组、1 h组(暴露1次,1 h)、2 h组(暴露1次,2 h)、3 d、7 d和14 d 组(2 h/d)。
1.2 暴露噪声 采用B.K.1027型正弦无规信号发生器产生2 Hz～20kHz 白噪声,经GY型400W 扩音器放大后由扬声器组发出。噪声强度为(120±0.5) dB SPL,由B.K.2170型频率分析仪连 续监测,暴露区内声压级变动为1 dB。
1.3 观察指标
1.3.1 听阈测定:暴露后第21 天用戊巴比妥钠腹腔麻醉动物(50 mg/kg),在隔音室用听诱 发电位仪测定。
1.3.2 血清Cu、Zn、Fe、Mg含量测定：听阈测定后眼眶采血,离心取血清,用日立180/80型 原子吸收分光光度计测定。
, 百拇医药
2 结 果
2.1 听力损失
听力损失以噪声暴露组与正常对照组的听阈差表示。噪声暴露后第21 天各组大鼠听力损失 见表1。由于噪声暴露后,各实验组均有部分大鼠感冒继发中耳炎,引起中耳传导障碍,对听力 产生较大影响,因而分别进行统计。从表1可见,大鼠听力损失随暴露时间的延长有增大趋势 ， 呈正相关。未去除患有中耳炎动物,5个实验组的平均听力损失分别为8.5 dB、12.5 dB、16. 5 dB、19.0 dB和24.5 dB,而去除患中耳炎动物后，1 h、2 h组听力已恢复正常，3 d、7 d 和14 d组的听力损失分别为10.2 dB、9.5 dB与23.5 dB，这说明患有中耳炎动物听力不能完 全恢复。
2.2 血清4种金属元素含量
表1 暴露后第21 天大鼠听力损失(dB) 组别
, 百拇医药
未去除患中耳炎动物
去除患中耳
1
h
10
8.5±14.6
6
-0.7±5.8
2
h
10
12.5±14.3
5
, 百拇医药
0.5±6.7
3
d
10
16.5±11.8
6
10.2±10.3
7
d
10
19.0±9.6
5
9.5±4.2
, 百拇医药
14
d
10
24.5±6.1
3
23.5±0.0
2.2.1 未去除患有中耳炎动物,各组动物血清中4种金属元素含量见表2。从表2中可见,噪声 暴露后第21 天各组大鼠血清中Cu、Zn、Fe 3种元素均低于正常对照组。 Cu,3 d、7 d和14 d组与正常组比较有显著性差异;Zn,除3 d组外,其他各组与正常组比较也有显著性差异;Fe,7 d组与正常组比较有显著性差异；Mg,除14 d组外各组均高于对照组,1 h组、2 h组和7 d组与正常组比较有显著差异。表2 噪声暴露后大鼠血清金属元素含量(未去除患中耳炎动物)(μmol/L)
, http://www.100md.com
组别
n
元素
Cu
Zn
Fe
Mg
对照
9
17.12±1.56
18.60±2.75
30.48±2.92(n=5)
876±50
, 百拇医药
1h
9
15.94±2.31
15.59±2.48*
29.07±4.32
940±43**
2h
10
18.49±2.47
13.64±1.29**
27.35±5.00(n=8)
, http://www.100md.com
941±35**
3d
9
14.39±1.42**
16.58±1.93
28.06±4.17(n=8)
905±78
7d
10
13.47±1.65**
14.52±0.92**
, 百拇医药
25.79±3.17*
936±48*
14d
10
15.33±1.42*
13.28±1.25*
26.6±3.81(n=7)
862±61
*与对照组比较P<0.05，**与对照组比较P<0.0 1
2.2.2 去除患有中耳炎动物血清中4种金属元素含量见表3。各实验组去除患中耳炎与未去 除患中耳炎动物血清中4种元素含量的变化与前述结果(表2)基本一致,无统计学意义。表明 中耳炎不影响血清中4种金属元素含量。
, http://www.100md.com
2.2.3 大鼠血清中Cu、Zn两种微量元素总含量见表4。各暴露组(去除和未去除患有中耳炎 动物)两种元素总含量均低于正常对照组,与对照组比较均有显著性差异。由于Cu、Zn两元素 间的拮抗作用,血清中往往显示Cu高Zn低或Cu低Zn高状态,而将两元素总量进行比较,更能看 出代谢改变的状况。
表3 噪声暴露后大鼠血清金属元素含量(去除患有中耳炎动物)(μmol/L) 组别
n
元 素
Cu
Zn
Fe
Mg
对照
, 百拇医药
9
17.12±1.56
18.60±2.75
30.48±2.92
876±50
(n=5)
1 h
6
16.35±2.58
14.55±2.33*
30.25±4.5
933±47*
, 百拇医药
2 h
5
17.38±1.70
13.43±1.27**
27.70±4.53
935±47*
(n =4)
3 d
5
13.93±1.76**
15.95±1.79
, 百拇医药 27.70±6.25
914±70
(n =4)
7 d
5
13.13±1.81**
14.47±1.21**
24.39±3.81*
926±50
14 d
3
15.60±2.20
, 百拇医药
12.97±1.91*
27.70±5.19
852±41
*与对照组比较P<0.05，**与对照组比较P<0.0 1表4 大鼠血清中Cu+Zn总含量(μmol/L) 组别
未去除患有中耳炎动物
去除患有中耳炎动物
n
Cu+Zn
n
Cu+Zn
对照
, 百拇医药
9
35.74±3.83
9
35.74±3.83
1h
9
31.52±2.67*
6
30.87±2.68*
2h
10
32.05±3.01*
, 百拇医药
5
30.75±1.89*
3d
9
31.00±2.40**
5
29.91±2.06**
7d
10
29.55±2.31**
5
27.61±2.70**
, 百拇医药
14d
10
30.13±0.92**
3
28.53±0.26**
*与对照组比较P<0.05，**与对照组比较P<0.0 1
3 讨 论
实验结果显示,大鼠在120 dB SPL白噪声下暴露不同时间后,血清Cu、Zn、Fe微量元素呈下降 趋势,常量元素Mg呈上升趋势。暴露后第21天的听力损失与血清Cu、Zn、Fe、Mg 4种元素含 量均 有关。在强噪声作用下Cu、Zn、Fe的消耗增加,使体内血清中这3种元素含量降低,而应激状 态下血清Mg含量则增高。据报道,人在85 dB(A)条件下工作7 h,血清中Mg含量和尿中Mg 排出 量增加,但红细胞中Mg含量减少[3]。本实验大鼠血清Mg变化趋势与报道相一致,显 示出听力损失随血清Mg含量的增加而减少的趋势,此结果表明机体在噪声作用下,动员了组织 中的Mg,使血清Mg升高而缓解对噪声的敏感性,当体内Mg含量不足又不能及时补给时,则会增 大机体对噪声的敏感性,从而增大听力损失并影响听力恢复。
, 百拇医药
综上所述,噪声引起机体代谢改变,可促使微量元素Cu、Zn、Fe及常量元素Mg的分布改变或消 耗 增加,如果此时补给适量的Cu、Zn、Fe、Mg,对减少噪声性听力损失可能会有一定作用。
[参考文献]
[1] Gersdorff M[英](孙建军摘译).低锌与耳鸣的临床关系[J].国外医学 耳鼻喉科学分册,1988,12(6):365.
[2] 孙爱华.体内因素对噪声性听损伤的影响[J].国外医学耳鼻喉科学分册,1 991,15(6):330.
[3] 刘广青.噪声振动与营养[A].见：赵法主编.营养百科[C].上海：中 国大百科全书出版社上海分社.1992,199.
(收稿:1999-06-10), 百拇医药