0、引言
國內外關于二氧化硫對人體危害的研究較多,但人體在運動的狀態下,二氧化硫對于人體造成的危害研究較少.
隨著經濟的發展,環境污染日益嚴重,本研究利用人造跑臺模擬人體日常的健身活動,旨在揭示人體在污染環境下運動和在污染環境下不運動時的異同,人體在污染環境下運動能夠加劇污染物對于人體造成的損傷\\(以肺臟為例\\),因而運動要選擇合適的地點和適宜的時間,避免在污染程度高的時間段進行運動.
1、二氧化硫流行病學和毒理學研究的最新進展
1.1二氧化硫流行病學的研究
1.1.1二氧化硫對于呼吸系統的危害二氧化硫是一種中等毒性的常見大氣污染物,如果大氣中二氧化硫的濃度達到1~5ppm時,可使氣管和支氣管腔水腫縮小,使氣道阻力增大,引起氣管炎、支氣管炎、支氣管哮喘并導致肺心病的發生,患者呼吸在很大程度上受到一定的限制,同時加重了哮喘患者呼吸道的阻塞,二氧化硫的污染使肺的功能受到明顯抑制,所以肺和呼吸道是二氧化硫等氣體污染物作用的主要靶器官.
1.1.2二氧化硫對于細胞的危害Green通過動物實驗研究發現,NaHSO3可增加7,8-二羥基-9,10-環氧-7,8,9,10-四氫苯并\\(a\\)芘\\(Bap\\)與蛋白質的結合,蛋白質在生物體內扮演著十分重要的角色,普遍存在于細胞內外,因此極其容易受到活性氧的攻擊,DNA-蛋白質的交聯\\(DPC\\)普遍存在于正常的細胞中,機體內的大分子受到了外來污染物的作用,則可以誘導超量的DPC,從而對DNA的構象、功能、復制與轉錄產生影響,進而影響蛋白質的結構與功能.
1.2二氧化硫的毒理學研究
1.2.1二氧化硫對于動物的影響動物染色體也是二氧化硫攻擊的對象,孟紫強等通過對硫酸廠的工人淋巴細胞染色體畸變分析表明:接觸二氧化硫空氣污染的硫酸廠工人,外周血淋巴細胞染色體畸變細胞率及總染色體畸變細胞率均顯著高于對照組\\(P<0.01\\).近年研究還發現,二氧化硫在體內的衍生物-亞硫酸鈉與亞硫酸氫鈉可誘發小鼠骨髓嗜多染紅細胞\\(PEC\\)微核的形成,導致微核細胞率顯著升高.
1.2.2二氧化硫對于植物的影響植物中有一部分硫來自于空氣,當空氣中的硫含量超過了一定的限度的話,就會在植物中不斷地積累,達到一定的濃度后對植物產生毒害作用.主要表現在兩個方面.二氧化硫由氣孔進入葉肉細胞,溶于細胞的水分中生成亞硫酸氫根離子,隨后氧化為硫酸根存于葉內.
植物體內可積累的硫限量是正常含量的5~10倍,若植物在高濃度的二氧化硫作用下,亞硫酸氫根和亞硫酸根的積累量則超過正常的代謝解毒作用,植物會受到急性的損傷,近年來有研究表明,二氧化硫衍生物作用24小時處理組蠶豆幼苗根長和芽長與對照組無明顯差異,48小時處理組根生長受到抑制,168小時芽生長受到抑制.
1.3自由基
自由基學說是由HAMAN\\(1956\\)和MC-CORD\\(1969\\)先后提出的,他們認為自由基攻擊生物大分子造成組織細胞損傷,是引起機體衰老的根本原因.1978年,DILLARD首次提出將自由基的研究引入運動醫學領域,推動了運動醫學的迅猛發展.體內還存在有清除自由基的酶類或非酶類物質,形成抗氧化系統,使體內自由基的形成和清除處于一種動態的平衡.
清除自由基的物質大致可分為兩大類:其一,抗氧化酶系統,該系統包括超氧化物歧化酶\\(SOD\\),過氧化氫酶\\(CAT\\)和過氧化物酶\\(POD\\),谷胱甘肽過氧化物酶\\(GSH-PX\\);其二,抗氧化劑,如維生素E和β-胡蘿卜素,維生素C,半胱氨酸,還原型谷胱甘肽輔酶Q等,可以防止自由基對于細胞膜的破壞作用,可有效地在細胞內控制自由基生成反應.
2、實驗對象和分組
2.1研究對象
實驗選取2月齡健康雄性Whista大鼠70只,spf級,體重\\(200±20\\)g,購自蘭州大學醫學院科研動物實驗中心,國家標準嚙齒類動物固體混合干燥飼料喂養,自由飲食進水.動物室溫度控制在23~25℃,相對濕度40%~60%,自然光照,飼養室、用具等定期\\(每周\\)用紫外燈消毒滅菌.
所有動物實驗前未進行過跑臺運動.
\\(1\\)環境適應:大鼠購入后先安靜飼養3天,使大鼠適應動物房的環境.
\\(2\\)跑臺適應:所有的大鼠自然條件下在可調試跑臺上先進行三天適應性訓練,跑臺坡度為0°,速度為10~15m/min,每一次的慢跑距離不超過100米,將此期間適應性較差的大鼠篩選掉,然后隨機按實驗要求分組,具體的實驗分組見表1.
2.2二氧化硫染毒方式
在正式訓練前制造出人為二氧化硫染毒環境,具體的方法如下:一個1立方米的玻璃罩罩于跑臺上,根據國家頒布的大氣污染濃度標準:將通入玻璃罩中的二氧化硫的氣體量設為一個未知數與玻璃罩的體積相比得出0.15mg/m3\\(大氣污染的二級標準\\),即通常所說的中度污染,0.25mg/m3\\(大氣污染的三級標準\\),即通常所說的重度污染.
而此時得出的兩個不同的二氧化硫氣體量即是我們所要輸入的氣體量.二氧化硫的濃度用甲醛吸收液法—鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法測定.通入二氧化硫造成大鼠在兩種不同污染濃度條件下運動的環境.
2.3實驗動物模型\\(見表2\\)
2.4檢測指標及方法
\\(1\\)超氧化物歧化酶SOD\\(黃嘌呤氧化酶法\\).
\\(2\\)過氧化氫酶\\(CAT\\)\\(鉬酸銨法\\).
\\(3\\)谷胱甘肽過氧化物酶\\(GSH-PX\\)\\(DT-NB\\)法.
\\(4\\)丙二醛\\(MDA\\)\\(硫代巴比妥酸法\\).
2.5數據處理
所有實驗數據運算基于WINDOWS XP操作平臺,采用Microsoft Excel 2003及國際專用統計學軟件SPSS13.0對數據樣本進行統計學處理,組間各指標的顯著性差異采用T檢驗,結果用平均數±標準差表示.
3、實驗結果
3.1二氧化硫對于大鼠肺SOD,CAT,GSH-PX,抗氧化酶活性及MDA含量的影響
3.1.1對于肺SOD活性的影響表3和圖1顯示,二氧化硫二級污染和二氧化硫三級污染安靜組相比,SOD活性均低于安靜對照組,P<0.05,二氧化硫二級污染運動組SOD活性低于二氧化硫二級污染安靜組,P<0.05,二氧化硫三級污染運動組SOD活性低于二氧化硫三級污染安靜組,P<0.05.
3.1.2對于肺CAT的活性的影響表3和圖2顯示,二氧化硫二級污染和二氧化硫三級污染安靜組相 比CAT活性均低于安靜對照組,P<0.05,二氧化硫二級污染運動組CAT活性低于二氧化硫二級污染安靜組,P<0.05,二氧化硫三級污染運動組CAT活性低于二氧化硫三級污染安靜組,P<0.05,二氧化硫二級污染運動組大鼠肺臟CAT活性明顯高于二氧化硫三級污染運動動組.
3.1.3對于肺GSH-PX活性的影響表3和圖3顯示,二氧化硫二級污染和二氧化硫三級污染安靜組相比GSH-PX活性均低于安靜對照組,P<0.05,二氧化硫二級污染運動組GSH-PX活性低于二氧化硫安靜組,P<0.05,二氧化硫三級污染運動組GSH-PX活性低于二氧化硫三級污染安靜組,P<0.05,二氧化硫二級污染運動組與二氧化硫三級污染運動組比較,P<0.05,二氧化硫二級污染運動組大鼠肺臟GSH-PX活性明顯高于二氧化硫三級污染運動組.
3.1.4對于肺MDA含量的影響表3和圖4顯示,二氧化硫二級污染和二氧化硫三級污染安靜組相比MDA含量均高于安靜對照組,P<0.05,二氧化硫二級污染運動組MDA含量高于二氧化硫二級污染安靜組,P<0.05,二氧化硫三級污染運動組MDA含量高于二氧化硫三級污染安靜組,P<0.05,二氧化硫二級污染運動組與二氧化硫三級污染運動組比較,P<0.05.
4、結論
二氧化硫是大氣的主要污染物之一,二氧化硫濃度的升高可以降低機體組織抗氧化酶的活性和促進脂質過氧化的作用.
經過本實驗研究表明:二氧化硫三級污染安靜組肺臟SOD,CAT,GSH-PX活 性均低于二氧化硫二級污染安靜組,而MDA的含量二氧化硫三級污染安靜組高于二氧化硫二級污染安靜組;二氧化硫二級污染運動組肺臟SOD,CAT,GSH-PX活性均低于二氧化硫安靜污染組,而MDA的含量二氧化硫二級污染運動組高于二級污染安靜組;二氧化硫三級污染運動組肺臟SOD,CAT,GSH-PX活性高于三級污染安靜組,而MDA的含量三級污染運動組高于三級污染安靜組;二氧化硫三級污染運動組肺臟SOD,CAT,GSH-PX活性低于二氧化硫二級污染運動組,而MDA含量三級污染運動組高于二級污染運動組.
這說明污染級別越高,對于機體的損害就越大,而在此污染環境下進行運動更加會損害身體的健康.
因此,對于運動本身來說,運動時間和運動地點的選擇尤為重要,只有這樣才能避免由于環境污染對于人體造成的損傷,真正達到強身健體的目的.
