PM的生物毒性作用研究PM的生物毒性作用研究.doc

PM的生物毒性作用研究 －、PM的定义与组成 近年来，随着经济发展和城市化进程的不断加快，以城市为中心的大气污染问题己成为制约城市可持续发展的关键因素之－。常见的大气污染物包括颗粒物(particulate matter，PM)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物NOx)等。PM是指悬浮在大气中固体和液体颗粒物的总称。可分为TSP(空气动力学直径≤100μm)和PM10(空气动力学直径≤10μm)，PM10又可分为粗颗粒(空气动力学直径介于2.5μm-10μm)、细颗粒(空气动力学直径≤2.5μm)和超细颗粒(空气动力学直径≤0.1μm)。不同来源的PM由于形成条件不同，其粒径分布、化学组成也大不相同。其中最受关注的有PM10、PM2.5， 随着对大气颗粒物研究的深入，人们认识粒径在100μm以下的颗粒物是大气颗粒物中对环境和人体健康危害最大的－类，因其粒径小，对健康的潜在危害更大，正逐渐引起学者的重视。PM主要含有的化学成分；可溶性成分(大多数无机离子)、有机成分、微量元素、碳元素等四大类。通过对TSP中8种无机元素和B(a)P浓度的分析，并运用元素富集因子法探讨元素特征和污染来源。结果表明TSP中富集程度较高的元素是Zn、Cu、Cd和Pb，其中Cu主要来源于燃煤烟尘；Pb、Zn、Cd主要来源于交通污染和地面扬尘，Ca、K、Mn主要来源于尘土和风沙.TSP中B(a)P年平均值为35.6μg/1000m3。采用色谱-质谱联用技术(GC-MS)系统分析1000多个不同粒径颗粒物样品中的有机污染物发现，环境空气颗粒物中有机污染物集中分布于细颗粒物上，几乎所有的多环芳烃和－半以上的B(a)P吸附在粒径.038μg的极细尘中。 二、PM的生物毒性作用 1.肺细胞毒性 颗粒物染毒后，肺泡巨噬细胞（AM）受到刺激，溶酶体数量增加，吞噬活跃，细胞中毒死亡后酸性磷酸酶（ACP)也可大量逸出。Longphre等研究发现空气颗粒物可刺激肺上皮细胞释放薪液素及抗菌蛋白等增多。Prahalad等研究指出，颗粒物刺激肺部中性粒细胞聚集增加。Smanahta通过动物试验研究发现颗粒物使肺泡灌洗液中碱性磷酸酶(AKP)活性增加。赵毓梅等研究发现，细颗粒物可使肺灌洗液中中性白细胞增高，乳酸脱氢酶(LDH)，ACP、AKp等改变。 颗粒物进入肺组织后，可激发体内的脂质过氧化反应，使体内氧化和抗氧化系统失去平衡，－方面使脂质过氧化(LPO)增高，另－方面使体内的抗氧化系统耗竭，表现为GPx下降和LPO/GPx增高，导致GSH转化为氧化型、上皮细胞受到损伤、细胞通透性增加，引起呼吸功能改变，肺纤维化，慢性支气管炎，肺气肿等多种肺疾病。何兴舟等研究认为，芳香烃轻化酶[AHH]是使PAH轻化为终致癌物的酶，当PAH进入机体，诱导肺中AHH活性增高，因此AHH活性高低不仅反映PAH转变为终致癌物的能力，还间接反映机体对环境中PM2.5上的PAH的暴露水平。 2.免疫毒性 国外有研究认为，PM2.5进入肺内后，AM将整个颗粒物吞噬，并释放出－系列细胞因子和前炎症因子、如肿瘤坏死因子(TNF－a)，核转录因子(NF-kB)，而前炎症因子或沉积于肺部的颗粒物进－步作用于肺上皮细胞、成纤维母细胞、内皮细胞等后分泌薪附分子及细胞因子(如LI8，L6，MPI-2，MCP-l)，这些粘附因子及细胞因子使各种炎症细胞(如中性粒细胞、巨噬细胞、单核细胞、多形核白细胞等)聚集，从而导致炎症发生。细胞因子的表达及调控缺陷均与许多疾病有关。体内外实验显示，接触PM10后上皮细胞内发现IL-1，LI8，IL6，TNF-a等的高表达。研究表明，直径10μm颗粒物能直接进入支气管被AM吞噬。在人肺尸检中发现颗粒物主要滞留在支气管壁上，并导致支气管壁增厚，炎性细胞和胶原增加。细颗粒物还沉积在肺泡上，其可溶部分可能被吸收进入血液而作用于全身。在肺毒性实验中发现颗粒物可溶性部分作为异物往往引起细胞免疫反应，从而导致炎性介质和炎性细胞的增加。这些细胞因子还可促使肝脏释放前凝聚因子，使血管白细胞移动改变，从而导致血液流动性降低，这可能与颗粒物引起心血管疾病发生和死亡增加等因素有关。 细颗粒物不仅影响AM的非特异性免疫功能，同时也对特异性细胞免疫造成损害。杨建军等通过对不同粒径颗粒物中金属元素含量及其免疫毒性研究发现Pb，Ni，As，Zn等多富集在粒径≤2.5μm的颗粒物上，它们使小鼠细胞免疫功能抑制，表现为淋巴细胞转化功能、白细胞介素(IL-2)活性、NK细胞活性、T淋巴细胞亚群等指标的改变。流行病学资料显示，长期吸人颗粒物与肺癌的发病率和死亡率上升有关，而肺癌发生、发展又与机体免疫系统功能状态密切相关。致癌物和促癌物通过环境介质作用于机体，－方面可导致体内正常宿主细胞突变，转化为癌细胞，另－方面可破坏机体的免