三聚氰胺对 SD大鼠内脏器官损害的实验研究*

陈 嘉 张 薇 邹移海 张钟广 符路娣 伍军军 桑传兰 广州中医药大学(广州 510405)

2008年 9月,我国爆发三鹿牌婴幼儿奶粉受污染事件,导致数以万计的婴幼儿患上三聚氰胺泌尿系结石。三聚氰胺除了造成泌尿系结石外,是否有可能积聚在心、肝、脾、肺等器官,并造成损害?为此我们观察了三聚氰胺对大鼠的心、肝、脾、肺、肾的毒性。

1 材料与方法 1.1 实验动物和实验环境 60日龄SPF级 SD大鼠 100只,雌雄各半,体质量 180～ 220g,由广州中医药大学实验动物中心提供,合格证号:粤监证字2008A002。动物实验在广州中医药大学实验动物中心屏障环境动物实验设施进行,合格证号:粤监证字 2008C063,实验期间动物自由采食和饮水。

1.2 药物 三聚氰胺由河南骏化发展股份有限公司生产,经广东出入境检验检疫局检验检疫技术中心食品实验室检测,证实送检样品为三聚氰胺,纯度 88%,检测报告证书编号:4400/0805004。甲基纤维素(广州器化医疗设备有限公司进口分装 )。

1.3 分组与造模 随机将 SD大鼠分成 10组 ,8个给药组和空白对照组、溶媒体对照组 ,每组 10只大鼠,均为雌雄各半。 给药 8个组分别按照 0.05、 0.1、 0.2、 0.3、 0.4、0.5、1.0、1.5g/kg剂量连续灌胃三聚氰胺,溶媒体对照组灌胃 10g/L甲基纤维素蒸馏水 2mL/只 /d。空白对照组灌胃蒸馏水 2mL/只 /d。给药时间 20d。

1.4 观察指标 1.4.1 脏器质量和指数的观察:连续给药 20d,乙醚麻醉后切开颈部血管放血,解剖观察和取材 ,称量肾脏、膀胱、心脏、肺脏、肝脏和脾脏的质量,计算脏器指数。

1.4.2 病理组织学观察:取心、肝、脾、肺用 95%的乙醇固定,肾脏用 10%的甲醛固定送检。

1.5 统计学方法 采用 SPSS10.0统计软件进行统计学处理,使用单因素方差分析,LSD-t检验。

2 结 果 2.1 各组大鼠左肾、右肾、膀胱和心脏的脏器指数比较 结果表明,0.5、1.0、1.5g◦ kg-1组左肾和右肾脏器指数明显增加,是空白对照组的 2～ 4倍左右 (P＜0.01)。 0.5、1.0、1.5g◦ kg-1组膀胱脏器指数略有增加 ,差别无统计学意义 ,详见表 1。

表1 各组大鼠脏器指数比较表(±s,n=10)

表1 各组大鼠脏器指数比较表(±s,n=10)

注:与溶媒体对照组比较,△P＜0.01;与空白对照组比较,▲P＜0.01。

组 别 给药剂量(g◦kg-1) 左肾指数 右肾指数 膀胱指数 心脏指数给药 1组给药 2组给药 3组给药 4组给药 5组给药 6组给药 7组给药 8组溶媒体对照组空白对照组1.5 1.0 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.05 00 1.04± 0.13△▲1.17± 0.18△▲1.18± 0.14△▲0.36±0.05 0.33±0.02 0.33±0.03 0.35±0.02 0.35±0.03 0.34±0.02 0.35±0.03 1.00± 0.10△▲1.12± 0.20△▲1.15± 0.11△▲0.37±0.05 0.34±0.09 0.34±0.03 0.36±0.01 0.36±0.04 0.36±0.02 0.36±0.03 0.07±0.01 0.07±0.01 0.07±0.01 0.04±0.08 0.04±0.01 0.04±0.01 0.04±0.01 0.05±0.02 0.05±0.01 0.04±0.01 0.38±0.05 0.37±0.05 0.38±0.03 0.34±0.02 0.36±0.05 0.36±0.02 0.37±0.04 0.36±0.04 0.34±0.04 0.36±0.04

2.2 各组大鼠左肺、右肺、肝脏和脾脏脏器指数比较 结果表明,给药 1.0g◦ kg-1组左肺脏器指数与溶媒体对照组、空白对照组比较,0.5、1.5g◦ kg-1组与溶媒体对照组比较,均有非常显著差异(P＜0.01)。0.5、1.0g◦ kg-1组肝脏指数高于溶媒体对照组和空白对照组(P＜0.01)。0.5、1.0g◦ kg-1组脾脏指数高于溶媒体对照组和空白对照组。详见表 2。

表2 各组大鼠连续给药 20d脏器指数比较表(±s,n=10)

表2 各组大鼠连续给药 20d脏器指数比较表(±s,n=10)

注:与溶媒体对照组比较,△P＜0.01;与空白对照组比较,▲P＜0.01。

组 别 给药剂量(g◦kg-1) 左肺指数 右肺指数 肝脏指数 脾脏指数给药 1组给药 2组给药 3组给药 4组给药 5组给药 6组给药 7组给药 8组溶媒体对照组空白对照组1.5 1.0 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.05 00 0.28± 0.04△0.34± 0.08△▲0.29± 0.05△0.24±0.05 0.23±0.04 0.22±0.03 0.23±0.04 0.24±0.04 0.22±0.03 0.26±0.04 0.31±0.04 0.33±0.07 0.31±0.06 0.29±0.06 0.28±0.05 0.26±0.03 0.28±0.03 0.29±0.05 0.27±0.05 0.29±0.06 3.75± 0.62△▲3.97± 0.36△▲3.84± 0.36△▲3.05±0.29 3.00±0.22 2.97±0.08 3.27±0.26 3.20±0.24 3.29±0.25 3.08±0.22 0.25±0.04 0.30± 0.06△▲0.27± 0.03△▲0.23±0.03 0.21±0.03 0.21±0.02 0.22±0.02 0.21±0.02 0.22±0.04 0.21±0.04

2.3 心、肝、脾、肺、肾、膀胱病理组织形态学观察 2.3.1三聚氰胺对肾脏病理组织形态的影响:溶媒体对照组和空白对照组光镜下见肾小球结构清晰,未见明显肿胀、萎缩和纤维化;0.5、1.0、1.5g◦ kg-1组肾皮质肾小管灶性凝固性坏死或水样变性,部分粘膜破坏(图 1)。

图1 给药高剂量组肾脏:肾小管灶性坏死,部分肾小管上皮细胞刷状缘脱落,细胞扁平,管腔内见细胞碎片及颗粒管型,肾间质可见炎症细胞浸润,间质及小管内见棕褐色结晶,肾髓质间质少量细胞碎片及炎症细胞浸润,间质及小管内见棕褐色结晶 (HE10× 10)。

2.3.2 三聚氰胺对膀胱病理组织形态的影响:溶媒体对照组和空白对照组的膀胱,在光镜下见大鼠膀胱壁粘膜上皮均由2～ 4层移行上皮组成,细胞扁平大小一致,排列有序,核圆形,粘膜细胞核浆比例 1∶4～ 6。实验组膀胱壁未见炎性细胞浸润及异常增生。

2.3.3 三聚氰胺对肝脏病理组织形态的影响:溶媒体对照组和空白对照组光镜下见肝小叶结构清楚。 0.5、1.0、1.5g◦kg-1组,肝细胞胞质有轻度水样变性。详见图 2。

2.3.4 三聚氰胺对脾脏病理组织形态的影响:溶媒体对照组和空白对照组光镜下见脾脏白髓与红髓比例大致正常。0.5、1.0、1.5g◦ kg-1组脾血窦中度扩张、瘀血。详见图 3。

2.3.5 三聚氰胺对心脏病理组织形态的影响:溶媒体对照组和空白对照组光镜下未见组织坏死及炎症反应。实验组心肌镜下观察无异常变化。详见图 4。

图2 给药高剂量组肝脏:肝血窦内可见肝巨噬细胞及扁平的内皮细胞;小叶间静脉、小叶间动脉及小叶间胆管,有极少量的炎症细胞浸润(HE× 40)。

图3 给药高剂量组脾脏:脾索和脾血窦其内细胞和网状纤维增多,可见淋巴细胞、浆细胞、巨噬细胞和较多含铁血黄素细胞。脾血窦中度扩张、瘀血(HE10×40)。

图4 心:心内膜、心肌及心外膜三层结构清晰可见,未见组织坏死及炎症反应。心肌纤维互相连结成网状,心肌纤维体积正常 ,纵纹清晰,间质血管未见明显扩张充血,周围未见明显炎症细胞浸润(HE 10× 20)。

2.3.6 三聚氰胺对肺脏病理组织形态的影响:溶媒体对照组和空白对照组光镜下见肺组织结构基本正常,未见明显的炎症细胞。 0.5、1.0、1.5g◦ kg-1组细支气管管周淋巴细胞稍增多;局部肺泡间隔稍增宽,肺泡腔内见少量的炎症细胞浸润。详见图 5。

图5 给药高剂量组肺脏:局部肺间隔稍增宽,肺泡腔内见少量的炎症细胞浸润(HE10×20)。

3 讨 论 邓铁涛教授提出中医“五脏相关”理论学说[1],融汇了中医阴阳五行、藏象、经络病因和病机等学说的精华,从中提炼出更符合中医临床应用的理论,通过“五脏相关”将人的整体有机地联系起来,以五脏为核心,统属六腑、五体、九窍、五华,这是对中医理论研究的重大突破。

“五脏相关”学说[1]指出:在人体大体系统中,心、肝、脾、肺、肾及其相应的六腑、四肢、皮毛、筋、脉、肉、五官、七窍等组织分别组成五个脏腑系统,在生理情况下,本脏腑系统内部、脏腑系统与脏腑系统、脏腑系统与人体大系统之间、脏腑系统与自然界、社会之间,存在着横向、纵向和交叉的多维联系,相互促进与制约,以发挥不同的功能,协调机体的正常活动;在病理情况下,五脏系统又互相影响。三聚氰胺对机体的损害,不但包括形成肾、膀胱、输尿管结石和组织器官损害,同时,也要考虑肾脏与心、肝、脾、肺的相关性;本研究以三聚氰胺连续给药 SD大鼠20d,称量心、肝、脾、肺、肾质量,计算脏器指数,观察病理组织形态学,从“五脏相关”的角度,观察三聚氰胺经脾胃受纳运化后,在五脏分布情况以及之间的损害传变。

脏器指数的变化常可较好地反映化学毒物对该脏器的毒性综合情况[2];脏器指数加大,可能是充血、水肿、增生肥大性变化等病变。本研究显示 ,0.5、1.0、1.5g◦ kg-1组出现肾脏脏器指数增大,表明肾脏可能有充血、水肿、增生肥大性变化等病变。给药 0.5、1.0、1.5g◦ kg-1组左肺脏器指数增大,表明肺脏也可能存在充血、水肿、增生肥大性变化等病变;0.5、1.0、1.5g◦kg-1组大鼠肝、脾脏器指数高于空白和溶媒体对照组,表明肝、脾可能有充血、水肿、增生肥大性变化等病变,且与剂量呈正相关趋势。

病理组织学观察显示给药组肾、肝、脾、肺表现不同程度的组织损害病变 ,与有关文献报道相似[3-6]。对 SD大鼠机体的损害表现以肾脏病变和膀胱、输尿管结石为主的损害,与有关报道[7]认为泌尿系是三聚氰胺的主要排泄器官和毒性靶器官比较吻合。目前,尚没有报道三聚氰胺对泌尿系器官以外脏器的毒性作用,本研究发现三聚氰胺对肝、脾、肺组织均有不同程度损害,但以肾脏为主。由此说明三聚氰胺主要损害肾脏,引起肾的病变 ,也可能波及到肝、脾、肺。中医认为:肾乃先天之本,生精、生血、生骨、生髓。肾与心、肝、脾、肺相生相克,生理、病理互为相关。肾为水脏,肾与心,心为火脏,二者共为水火既济关系,肾水有病必殃及心脏,而心脏有疾也会影响肾脏。肾与肺,肺为金脏,金水相生,则肺为肾水之上源,二者共为母子 ,肺为肾之母,肾为肺之子。肾与肝,肝为木脏,水木相生,涵养共勉,二者共为母子,肾为母,肝为子。因此心、肝、脾、肺、肾五脏不是孤立的脏器 ,而是关系密切的一个功能系统,循五行的生克制化,患病则可相互传变,本脏之病可以传至他脏,他脏之病亦可以传于本脏。本研究三聚氰胺引起以肾为主的多脏器损害印证了五脏相关理论。

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