梁 寧，李 冰，燕 貞，王 威，吳逸明，吳衛(wèi)東

鄭州大學公共衛(wèi)生學院勞動衛(wèi)生學教研室鄭州450001

納米氧化鋅是一種納米材料，直徑介于1～100 nm之間，廣泛應用于涂料、油漆、橡膠輪胎工業(yè)、化妝品的生產(chǎn)中［1］。在生產(chǎn)使用過程中，納米氧化鋅顆?？赏ㄟ^呼吸道和皮膚進入體內(nèi)。關于納米氧化鋅的一般毒性的研究［2-4］主要集中于肺部，吸入肺部的納米顆粒物，能在24 h內(nèi)進入血液，納米顆粒物可與血管內(nèi)皮細胞直接接觸，誘導炎癥或損傷，促進血栓形成［5］;也可能穿越血管壁，加速動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)的發(fā)生。作者采用氣管滴注納米氧化鋅，觀察其對Wistar大鼠血清總膽固醇(total cholesterol，TC)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)、低密度總蛋白(low density lipoprotein，LDL)、腫瘤壞死因子 α(tumor necrosis factor，TNF-α)、血紅素加氧酶1(heme oxygenase 1，HO-1)水平的影響。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器 納米氧化鋅購自南京海泰納米有限公司，純度 99.9%，直徑 30 nm。血清 TC、HDL、LDL及炎癥因子 TNF-α和 HO-1試劑盒和PBS購于北京鼎國生物技術有限公司;Sunrise Remote酶標儀購于奧地利TECAN公司;臺式離心機購于北京醫(yī)用離心機廠。

1.2 動物分組與處理 清潔級6周齡雄性Wistar大鼠40只，購自河南省實驗動物中心，合格證號SCXK(豫)2010-0002，體質量(180 ±20)g，動物在室溫20～25℃，相對濕度40% ～75%，12 h/12 h明暗交替的標準條件下分籠飼養(yǎng)，每籠5只，飼喂普通飼料，除染毒期間外，大鼠自由攝食飲水。40只大鼠按隨機數(shù)字表方法分為納米氧化鋅低、中、高劑量組和對照組，每組10只。納米氧化鋅低、中、高劑量組大鼠分別用 1.25、2.50、5.00 mg/kg 的納米氧化鋅懸液染毒，對照組大鼠灌注PBS溶液。具體方法為:根據(jù)大鼠體質量，用1 mL的注射器吸取相應的納米氧化鋅懸液(現(xiàn)配現(xiàn)用，用之前高壓滅菌，并用漩渦式振蕩器混懸5 min)，等大鼠乙醚麻醉后，把氣管滴注套針從口腔插入氣管，把灌注液打進氣管，然后直立10 s左右，使灌注液在肺內(nèi)分布均勻。每周用氣管灌注的方法染毒1次，共12周。

1.3 血清 TC、HDL、LDL、TNF-α和 HO-1 水平的測定 最后一次染毒結束，各組大鼠均禁食12 h，不禁水。大鼠稱量后，體積分數(shù)10%水合氯醛4 mL/kg進行腹腔注射麻醉后，打開胸腔，用5 mL的一次性注射器進行心臟取血，取得的血液放入非抗凝管中，室溫靜置20 min，待血液凝固后，4 000 r/min離心15 min，分離出血清，－80℃保存。ELISA法測定血清中 TC、HDL、LDL、TNF-α 和 HO-1 的水平。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 12.0進行數(shù)據(jù)分析。各組大鼠血清中 TC、HDL、LDL、TNF-α、HO-1 的水平比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗，檢驗水準 α =0.05。

2 結果

2.1 一般情況 隨著染毒時間增長，納米氧化鋅組大鼠逐漸出現(xiàn)毛發(fā)不順、活動減少、精神狀態(tài)較差和生長緩慢等體征。

2.2 各組大鼠血清中 TC、HDL、LDL、TNF-α、HO-1的水平 見表1。

表1 各組大鼠血清中 TC、HDL、LDL、TNF-α、HO-1的水平(n=10)

3 討論

目前已有許多動物實驗［6-8］發(fā)現(xiàn)納米顆粒物進入機體后，可以引起或加重AS，從而對心血管系統(tǒng)造成損傷。納米顆粒物引起AS的作用機制包括以下幾個方面:①納米顆粒物進入機體后，引起肺部和(或)全身的炎癥反應，這種炎癥反應可引起血管內(nèi)皮功能紊亂，導致內(nèi)皮損傷，進而容易形成前凝聚狀態(tài)，促進AS的發(fā)生發(fā)展［9-10］。②納米顆粒物可以引起或加重機體脂代謝紊亂，增加 AS發(fā)生的風險［7，11］。③納米顆粒物進入血液循環(huán)后可與血管內(nèi)皮細胞直接接觸，誘導炎癥或損傷，促進血栓形成，影響動脈粥樣斑塊的穩(wěn)定性，最終導致心血管疾病的惡化。

脂代謝紊亂是AS的一個重要的危險因素［12］，血清中LDL的升高和HDL水平的降低與AS的發(fā)病率呈正相關。LDL的增加可以大大促進AS的發(fā)生，升高的LDL被內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞、單核細胞氧化修飾成ox-LDL，后者被內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞的無反饋調(diào)節(jié)的清道夫受體識別，導致膽固醇大量堆積形成泡沫細胞。HDL是 AS的抑制因子［13］。該研究結果表明，納米氧化鋅染毒大鼠血清中TC、LDL高于對照組，而HDL低于對照組，提示納米氧化鋅引起了實驗動物脂代謝的紊亂。

TNF-α是一種前炎性細胞因子，主要由單核巨噬細胞產(chǎn)生，可以直接損傷內(nèi)皮細胞，增加內(nèi)皮的通透性，加速脂質過氧化;此外，TNF-α還可促進IL-1的炎性作用，并通過抑制脂蛋白酶的產(chǎn)生干擾脂質代謝參與AS的形成［14］。HO-1是測定氧化應激的一個敏感性指標，尤其是對于顆粒物介導的毒理學損傷，且可通過不同途徑降低 AS 的形成［9，15］。該研究結果表明，納米氧化鋅染毒組TNF-α和HO-1水平均高于對照組和高脂組，提示納米氧化鋅進入大鼠體內(nèi)后，引起實驗動物全身炎癥反應。

總之，納米氧化鋅可引起大鼠脂代謝紊亂和全身炎癥反應。

［1］張鵬，李吉廣，佟健，等.納米ZnO的研究現(xiàn)狀［J］.遼寧大學學報:自然科學版，2006，33(4):339

［2］徐磊，燕貞，吳衛(wèi)東，等.納米氧化鋅對人呼吸道上皮細胞白細胞介素-8表達的誘導作用［J］.鄭州大學學報:醫(yī)學版，2010，45(1):39

［3］劉子宏，王翔，王海芳，等.氣管滴注納米氧化鋅對小鼠的急性毒性作用［J］.環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學，2008，25(4):360

［4］Grassian VH，O＇shaughnessy PT，Adamcakova-Dodd A，et al.Inhalation exposure study of titanium dioxide nanoparticles with a primary particle size of 2 to 5 nm［J］.Environ Health Perspect，2007，115(3):397

［5］Nemmar A，Vanbilloen H，Hoylaerts MF，et al.Passage of intratracheally instilled ultrafine particles from the lung into the systemic circulation in hamster［J］.Am J Respir Crit Care Med，2001，164(9):1665

［6］胡潔瓊，陳春英，白茹，等.氣管滴注納米二氧化鈦對載脂蛋白E基因敲除小鼠脂代謝的影響［J］.中國預防醫(yī)學雜志，2010，44(9):780

［7］Zhu MT，Wang B，Wang Y，et al.Endothelial dysfunction and inflammation induced by iron oxide nanoparticle exposure:Risk factors for early atherosclerosis［J］.Toxicol Lett，2011，203(2):162

［8］Kang GS，Gillespie PA，Gunnison A，et al.Long-term inhalation exposure to nickel nanoparticles exacerbated atherosclerosis in a susceptible mouse model［J］.Environ Health Perspect，2011，119(2):176

［9］Montecucco F，Mach F.Atherosclerosis is an inflammatory disease［J］.Semin Immunopathol，2009，31(1):1

［10］Suwa T，Hogg JC，Quinlan KB，et al.Particulate air pollution induces progression of atherosclerosis［J］.J Am Coll Cardiol，2002，39(6):935

［11］Sun Q，Yue P，Deiuliis JA，et al.Ambient air pollution exaggerates adipose inflammation and insulin resistance in a mouse model of diet-induced obesity［J］.Circulation，2009，119(4):538

［12］Manduteanu I，Simionescu M.Inflammation in atherosclerosis:a cause or a result of vascular disorders?［J］.J Cell Mol Med，2012，16(9):1978

［13］Burillo E，Martin-Fuentes P，Mateo-Gallego R，et al.O-mega-3 fatty acids and HDL:how do they work in the prevention of cardiovascular disease?［J］.Curr Vasc Pharmacol，2012，10(4):432

［14］Hamada N，Miyata M，Eto H，et al.Loss of cluster in limits atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice via reduced expression of Egr-1 and TNF-alpha［J］.Atheroscler Thromb，2011，18(3):209

［15］Král A，Kovarnik T，Kralik L，et al.Genetic variants in heme oxygenase-1 and endothelial nitric oxide synthase influence the extent and evolution of coronary artery atherosclerosis［J］.Folia Biol(Praha)，2011，57(5):182