强声暴露对食蟹猴血液学指标的影响

强声暴露对食蟹猴血液学指标的影响
唐家乐,王丽峰①*,胡向军①*,邱业峰②,邹勇①,智维佳①,董霁①,刘宗环③,任延玲②,戚新月②
(南华大学,衡阳421001)
摘要:目的探讨强声暴露对食蟹猴血液学指标的影响㊂方法将3只雄性食蟹猴暴露于强度160dB ,混频1-4kHz
的强声下,暴露时间为10min ㊂于暴露前和暴露后即刻㊁7d ㊁14d ㊁28d 和180d 采血,检测食蟹猴血常规㊁血生化指标和淋巴细胞亚群结果㊂结果与暴露前相比,暴露后即刻:血红蛋白(HGB )含量㊁淋巴细胞计数(LY )及其百分比LY%降低(P <0.05),中性粒细胞(NE )计数及其百分比NE%㊁谷草转氨酶(AST )㊁Cl-含量显著升高(P <0.01或P <0.05),;暴露后7d :HGB 含量降低(P <0.05),Cl-含量显著升高(P <0.05);暴露后28d :葡萄糖(GLU )㊁肌酐(CREA )升高(P <0.05);暴露后180d :总胆固醇(TCHO )㊁Cl-含量升高(P <0.05)㊂且嗜酸性粒细胞(EO )计数及其百分比EO%于暴露后即刻降低至极低水平;CD 4+/CD 8+于暴露后180d 低于正常值范围;血小板(PLT )计数于暴露后即刻和7d ,谷丙转氨酶(ALT )和肌酸激酶(CK )含量于暴露后即刻,K+水平在暴露后各时间点,均超出正常值范围㊂结论强声暴露可导致食蟹猴心㊁
肝㊁肾等多脏器一过性损伤,并可引起急性应激,出现炎症反应和免疫功能障碍㊂ 关键词:　强声;　食蟹猴;　血液学指标;　炎症;　免疫
中图分类号:R363 文献标志码:A 文章编号:1001-5248(2020)11-0067-04
基金项目:后勤科研计划(No.16CXZ026)
作者简介:唐家乐(1994-),男,在读硕士研究生㊂从事病理生理学研究工作㊂
①军事科学院军事医学研究院辐射医学研究所
②军事科学院军事医学研究院实验动物中心;③常州市妇幼保健院*通信作者E-mail:fangchang_14@;xjhu2003@
人类现今生活环境中充斥着各种各样的噪声,其中包括许多人类生产生活所产生的噪音,例如汽车噪音㊁工业噪音和军用声纳等㊂人类过度接触噪音可能会对健康造成损害,除了对听力造成直接损伤,噪音污染也可能会引起烦恼㊁慢性压力㊁睡眠障碍㊁言语清晰度下降㊁认知发育减慢㊁注意力下降㊁伤口愈合延迟,甚至增加心力衰竭的可能性㊂研究表明噪声可对听觉㊁神经㊁心血管㊁消化㊁内分泌㊁免疫以及生殖等多个系统造成影响〔1〕,目前一些研究主要集中在中㊁低强度的环境噪声对人体健康损害㊂
强声是指声压级大于90dB(A)的声音,当今社会强声出现的次数增多,特别是在军事应用方面,声学装备越来越受国家重视㊂血液是机体最重要的组成成分,血常规和血生化指标都有助于对健康的诊断和监测㊂不同物种能听到的声音频率差别很大,人类能听到的声音频率在20Hz -20kHz,其中对1-6kHz 最为敏感〔2〕㊂而非人灵长类动物对声音频率的分辨率与人接近〔3〕㊂因此本实验以食蟹猴为研究对象,检测强声暴露下食蟹猴血常规和血生化指标的变化,为强声暴露生物效应的外推㊁强声暴露的损伤评估及其防护和救治措施的制订提供依据㊂
1　材料方法
1.1　实验动物　成年健康雄性食蟹猴3只(购自军事医学研究院实验动物中心,许可证号SCXK (军)-2017-0013),单笼饲养于军事医学院实验动物中心,每日饲喂营养饲料,辅喂清洁水果,饮水由自动饮水器供应,动物年龄4-5岁,体重6-8Kg㊂1.2　处理方法　将食蟹猴放置于强声暴露室内,距离声源1m,声音强度160dB,频率为混频1-4kHz,暴露持续时间10min㊂
1.3　采血　在非麻醉清醒状态下,于强声暴露前和暴露后即刻㊁7d㊁14d㊁28d㊁180d 空腹状态下下肢静脉采血,采血时间控制在上午(8:00-10:00)㊂其中2ml 收集于抗凝管用于血常规和淋巴细胞亚群检测,5ml 分离血清用于血液生化检测㊂
1.4　血常规和血清生化检测　采用全自动血球计数仪进行血常规检测;采用全自动生化分析仪进行血清生化指标检测㊂食蟹猴血常规㊁血生化正常范围参考来源于文献〔4-5〕㊂
1.5　血淋巴细胞亚群检测　按照说明书要求将CD3-Alexa488㊁CD4-APC㊁CD8-PE 抗体以1∶1∶4的比例混合,配置抗体混合液,取动物抗凝血与混合抗体混匀,避光静置30min,然后加入红细胞裂解液,混匀后静置15-30min,离心㊁去上清,PBS 洗涤,之后使用流式细胞仪检测㊂食蟹猴淋巴细胞亚群正常范围参考来源于文献〔6〕㊂
1.6　统计分析　采用SPSS 软件对实验数据进行统计分析,结果均以⎺
x ±s 表示,采用单因素重复测量的统计方法,比较暴露后各时间点与暴露前的统计学差异,显著性差异水平α=0.05㊂
2　结果
2.1　血常规结果　由表1可见,与暴露前相比,暴露后即刻食蟹猴外周血淋巴细胞(LY)计数及其百分比LY%显著降低(P<0.05),中性粒细胞(NE)计数及其
百分比NE%显著升高(P<0.01或P<0.05),之后逐渐恢复至正常水平;暴露后即刻和7d,血红蛋白(HGB)含量显著降低(P<0.05),但都在正常值范围内㊂嗜酸性粒细胞(EO)计数及其百分比EO%于暴露后即刻降低至极低水平,14d开始恢复且出现代偿性增加;血小板(PLT)计数于暴露后即刻和7d增加并超出正常水平,14d开始逐渐恢复至正常水平㊂2.2　血清生化结果　由表2可见,与暴露前相比,暴露后即刻食蟹猴血清中谷草转氨酶(AST)含量显著升高(P<0.01)且高出正常范围,之后恢复至正常水平,Cl-含量显著升高(P<0.01);暴露后7d和180d,Cl-含量显著升高(P<0.01或P<0.05),但各时
间点Cl-含量均在正常值范围内;暴露后28d,葡萄糖(GLU)㊁肌酐(CREA)含量显著升高(P<0.05);总胆固醇(TCHO)含量在暴露后有上升趋势,并在暴露后180d表现出统计学差异(P<0.05)㊂谷丙转氨酶(ALT)和肌酸激酶(CK)含量在暴露后即刻均超出正常值范围,随后恢复正常水平;K+水平在暴露后各时间点均超过正常值范围㊂
2.3　淋巴细胞亚群结果　由表3可见,与暴露前相比,暴露后即刻CD3+㊁CD8+细胞百分比有下降趋势,但无统计学差异;暴露后180d,CD4+/CD8+低于正常值水平㊂
表1　强声暴露后食蟹猴血常规检测结果
指标(单位)参考值暴露前暴露后即刻暴露后7d暴露后14d暴露后28d暴露后180d RBC(1012/L) 5.85±0.457.05±0.43 6.83±0.39 6.70±0.62 6.27±0.38 6.25±0.20 6.41±0.50 HGB(g/L)134.50±9.74135.33±6.94117.00±1.41*121.00±4.55*140.33±8.96140.33±5.56143.67±6.34 HCT(%)45.09±2.8243.10±1.2841.93±0.6040.97±2.2145.90±2.1345.63±1.5047.00±1.85 WBC(109/L)10.91±1.1012.97±3.7214.30±2.4313.30±2.7812.17±1.5812.73±2.6514.07±3.52 NE(109/L) 4.07±1.68 2.63±1.279.37±0.41** 4.60±1.13 3.49±0.91 3.62±0.89 3.66±2.56 NE(%)37.60±16.1322.60±15.8266.73±9.91*34.20±4.2629.80±10.5429.90±7.5825.03±12.82 LY(109/L) 6.06±1.93 6.83±2.76 2.73±0.97* 6.13±0.907.28±1.557.46±1.728.48±2.03 LY(%)55.16±15.5851.23±14.4118.63±4.79*46.70±3.1459.13±5.9859.20±3.9661.03±8.62 EO(109/L)0.25±0.100.07±0.050.00±0.00#0.00±0.00#0.51±0.450.45±0.300.93±0.64 EO(%) 3.44±1.470.47±0.340.03±0.050.20±0.14 3.97±3.51 3.27±1.99 5.03±3.92 PLT(109/L)410.00±104.00589.33±153.62814.67±103.36791.67±114.48606.33±38.21517.33±21.04469.00±57.15　注:与暴露前相比,*P<0.05;**P<0.01;#示数值低于仪器最低检测范围
表2　强声暴露后食蟹猴血清生化检测结果
指标(单位)参考值范围暴露前暴露后即刻暴露后7d暴露后14d暴露后28d暴露后180d AST(U/L)40.56±11.4260.67±3.21122.67±52.48**49.00±11.2751.00±10.5861.00±10.5442.67±2.52 ALT(U/L)37.58±17.1941.33±27.6571.33±76.8150.67±48.1841.67±31.1837.33±27.4730.67±11.59 ALP(U/L)667.00±337.00552.33±85.44695.00±136.04655.67±155.78665.67±197.96573.33±120.09733.00±14.73 TBIL(μmol/L) 1.58±0.56 2.51±0.96 2.12±0.55 1.75±0.35 1.22±0.58 2.49±1.44 1.94±0.87 ALB(g/L)39.59±5.1044.10±2.5144.63±0.3544.57±2.3145.60±5.4745.23±2.7047.23±1.39 CK(U/L)482.00±205.00285.67±152.552329.33±1535.78204.33±59.79221.67±29.94184.33±39.72236.33±45.06 TCHO(U/L) 2.69±0.68 3.47±0.97 3.35±0.89 3.54±0.64 3.70±0.27 3.82±0.75 4.78±0.90* TG(mmol/L)0.57±0.340.56±0.270.40±0.120.29±0.070.37±0.130.66±0.380.47±0.23 GLU(U/L) 4.00±0.56 4.95±0.92 4.97±0.50 4.29±0.76 3.60±1.21 5.98±1.18* 5.03±1.57 CREA(μmol/
L)47.10±17.1059.20±6.0861.57±7.1455.43±2.6454.07±4.1272.40±8.11*59.83±8.56 Na+(mmol/L)151.30±7.74157.10±2.96155.80±2.25151.23±3.57151.50±2.29155.90±3.90153.81±4.38 K+(mmol/L) 4.08±0.35 4.32±0.30 5.38±0.77 5.27±1.15 5.38±0.55 5.68±0.28 5.21±0.80 Cl-(mmol/L)110.30±4.18100.37±3.49106.80±1.66**106.03±1.60**102.90±1.87103.47±1.79105.33±0.97*　注:与暴露前相比,*P<0.05;**P<0.01
表3　强声暴露后食蟹猴淋巴细胞亚群检测结果
指标(单位)参考值范围暴露前暴露后即刻暴露后7d暴露后14d暴露后28d暴露后180d CD3(%)55.62±7.9856.29±7.1748.25±8.8756.29±10.1257.06±12.8456.50±9.1749.62±1.89 CD4(%)30.35±3.99----30.03±4.0232.80±4.75 CD8(%)22.53±7.9324.55±4.9417.97±3.1624.17±5.3424.30±5.4523.80±6.2530.57±5.32 CD4/CD8 1.49±0.46---- 1.37±0.49 1.14±0.39
3　讨论
噪声除了可对人听力造成损伤外,也可导致其他健康问题,包括烦恼,睡眠障碍,心血管问题㊁焦虑抑郁,认知能力下降等〔7〕㊂研究表明噪声可以导致啮齿类动物听力损伤并造成神经内分泌紊乱〔8-11〕,也有研究表明噪声可导致大动物(巴马小香猪)神经系统损伤〔12〕;这些结果提示噪声可能通过听觉系统传入中枢神经系统,除了对神经系统本身造成损伤外,也可能通过神经内分泌进一步影响其它系统㊂当然噪声对身体的直接损伤也不能忽视,有研究表明低频强声可导致山羊㊁巴马小香猪内脏点状出血〔13〕㊂噪声可以损伤猕猴听力〔14〕,但关于噪声对猕猴影响的其它损伤效应研究鲜有报道㊂因此本研究选用食蟹猴为研究对象,开展强噪声对食蟹猴血常规和血清生化指标的影响研究㊂白细胞在生物体内免疫系统的重要组成部分,具有防御作用,而中性粒细胞作为最多的白细胞,与炎症反应密切相关〔15〕㊂本实验中食蟹猴外周血中性粒细胞数及其百分比于暴露后即刻显著升高,之后恢复至正常水平,提示强声暴露后食蟹猴出现炎症反应,随着机体的适应和自身免疫调节,使得炎症恢复㊂应激反应包含刺激所致的炎症和免疫反应,因此炎症和免疫相关指标也是应激监测的重要指标〔16〕㊂外周血中嗜酸性粒细胞计数常用来作为临床上应激的直接指标,应激时嗜酸性粒细胞和淋巴细胞减少,嗜中性粒细胞增多㊂T淋巴细胞(即CD3+T)通过淋巴和血液循环分布到全身免疫器官和组织中发挥免疫功能,其中CD4+和CD8+T细胞在免疫应答中发挥重要作用,CD4+/CD8+降低常见于免疫缺陷病㊁恶性肿瘤㊁病毒感染等,本实验淋巴细胞亚群结果显示,CD3+和CD8+T细胞在暴露后即刻有下降趋势,由于CD4抗体的原因,仅见暴露后180d CD4+/CD8+低于正常范围,提示强声暴露可能引起猕猴免疫功能障碍㊂本实验的结果表明强噪声暴露后食蟹猴外周血嗜酸性粒细胞和淋巴细胞减少,嗜中性粒细胞增多,与应激时血液指标变化一致〔11〕㊂在急性应激状态下,机体为了适应变化的环境会激活蓝斑-交感-肾上腺髓质轴和下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴,释放儿茶酚胺和皮质醇进入外周血液,产生一系列效应并使机体处于 警觉”状态,这些效应包括升高血糖㊁降低免疫功能㊁血液重分布㊁抗炎抗过敏等〔17-18〕㊂暴露后即刻血小板计数的升高可能是由骨髓储存池或血液边缘池中的血细胞通过血循环进入到外周血液系统,便于应对
外界刺激可能带来的伤害,HGB含量降低可能是因
为强声暴露直接导致的食蟹猴体内部分脏器点状
出血引起,而应激状态下的保护作用使得HGB含
量一直处于正常值范围内㊂中性粒细胞㊁嗜酸性粒
细胞㊁淋巴细胞㊁血小板在暴露后即刻的检测结果
均不在正常值范围内,表明160dB强噪声暴露可对
食蟹猴机体造成一定损害,这些损害可能来自于急
性应激导致的炎症反应和免疫抑制;但是这些指标
在暴露后7d或14d均恢复至正常水平,这可能是
由于应激源消除后,下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴释
放的皮质醇帮助调节蓝斑-交感-肾上腺髓质轴,使
机体恢复至正常水平〔19〕,当然,这种调节能力也是有限的,当超出调节负荷后,可能会对机体的心血
管系统㊁免疫㊁代谢㊁中枢神经系统造成长期的影
响㊂本实验中血清生化结果可见,CK含量在暴露
即刻急剧升高,且远超正常范围,提示食蟹猴可能
出现一过性心肌损伤;AST主要分布在心肌,其次
是肝脏㊁骨骼肌和肾脏等组织中,血清中一般含量
很低,暴露后即刻AST显著增加且高出正常范围进
一步提示暴露后即刻心肌受损;K+水平的异常说明肾脏排泄功能障碍,而ALT和CREA的结果也说明肝肾功能有一定损伤㊂一般在急性应激情况下,由于儿茶酚胺的分泌导致的糖异生作用会增加血糖水平,但有研究显示〔20〕,应激诱导的高血糖会被禁食抑制,本实验中暴露后即刻血糖水平无明显变化可能就是由于禁食导致的;暴露后28d血糖升高和180d总胆固醇升高可能是由于强噪声影响神经内分泌进而导致代谢紊乱引起〔21-22〕㊂
综上,强噪声暴露可导致食蟹猴心㊁肝㊁肾等多
脏器一过性损伤,并可引起急性应激,出现炎症反应
和免疫功能障碍㊂外周血中性粒细胞㊁嗜酸性粒细胞
和血清CK含量的改变可考虑作为强声暴露损伤评
估的重要指标;其中不同脏器结构和功能的异常,可
进一步结合心电图和B超等检查予以综合评估㊂
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(收稿日期:2020-06-22;修回日期:2020-09-18)。