正己烷慢性吸入小鼠实验模型建立
作者：张大勇，黄中新，曹静婷，程欣，陈瑛
【摘要】 目的 建立正己烷慢性吸入染毒的动物实验模型，为研究正己烷长期吸入的毒理损伤机制提供实验方法。方法 24只昆明小鼠，随机分为4组（正常对照组、染毒4，8和12周组），静式染毒，初始浓度为17.6g/m3。染毒结束后，取血标本测正己烷浓度；取肺、肝和肾组织常规固定，包埋，光镜观察结构变化。结果 各染毒组小鼠血液中正己烷平均浓度均已明显高于正常对照组，已达到染毒要求。镜下观察实验小鼠的肺、肝和肾均出现病理变化，并随染毒时间延长呈病理改变加重趋势。结论 本实验采用的昆明小鼠正己烷静式染毒方法，已造成实验小鼠主要代谢器官进行性损伤，可作为研究正己烷毒理损伤机制的模型。
【关键词】 正己烷
正己烷（n?hexane）属饱和脂肪烃类，是一种常用的有机溶剂。其价格低廉，在印刷、油漆、器材清洗等行业中被广泛使用。近年来，长期接触正己烷引起的慢性中毒事件屡有发生，且有不断增多趋势〔1，2〕。正己烷对机体损伤过程，是一个长期接触后的慢性中毒过程。而以往的正己烷动物染毒实验模型，主要是急性正己烷损伤模型，而且规格和方法均不统一，不能很好的观察正己烷慢性吸入后其主要代谢器官产生的损伤变化。本文建立的正己烷慢性吸入致昆明小鼠器官损伤的实验模型，为进一步研究正己烷慢性吸入产生的损伤作用及其可能的作用机制提供实验方法。
1 材料与方法
1?1 材料 选用清洁级昆明小鼠(广东省实验动物中心，合格证号：2004A021)共24只，体重（20±1?0）g。正己烷为分析纯（天津市化学试剂一厂，批号：050606）。
1?2 自制染毒装置 染毒箱规格：50cm×50cm×100cm，总体积为250L。材料为有机玻璃，箱顶部配有小功率电扇一部和正己烷添加孔，箱正面有一个鼠笼进出口（25cm×25cm）。
1?3 实验动物分组 24只昆明小鼠随机分为正常对照组和3个染毒组，每组6只（雌雄各半）。染毒组按染毒时间长短分为4，8和12周3组。
1?4 染毒剂量和方法 采用静式染毒模式,染毒箱内平均初始浓度为17?6g/m3。每周染毒6d，每天置小鼠于染毒箱内8h，即8～12时和13～17时，其余时间小鼠置于染毒箱外正常环境。第7d，各组实验小鼠置正常环境中喂养。对照组小鼠放入同样规格另一染毒箱中，操作过程同实验组，但不接触正己烷。
1?5 血样和组织标本的采取 各组小鼠分别在第4，8和12周末实验结束后半小时内取血，并及时用气相质谱-色谱仪检测正己烷浓度。采血后取小鼠的肺、肝、肾等主要器官组织，4％多聚甲醛固定，石蜡包埋和常规苏木素-伊红（HE）染色。
2 结果
2?1 中毒表现 染毒组吸入2周后表现行动逐渐滞缓，4周后毛色变差，进食量逐渐减少。随着染毒时间延长，染毒组小鼠上述中毒表现逐渐加重，且体重逐渐减轻。但全部染毒组小鼠至取材时无一意外死亡。对照组健康小鼠，喂养期间无明显异常。
2?2 血液中正己烷浓度检测 染毒组4,8,12 周全血标本中正己烷平均浓度分别为678?33，776?67和430?00μg/L,明显高于对照组(<0?1μg/L)，达到染毒要求。
2?3 显微镜观察 对照组小鼠肝、肺、肾结构正常，未见明显病理变化。染毒组小鼠的肝、肺和肾结构均逐渐出现病理变化，且随着染毒时间的延长，变化呈不断加重趋势。(1)肝脏：肝细胞体积增大，胞浆疏松。随染毒时间延长，嗜酸性变的肝细胞数量增多，集中于中央静脉周围（图1）；肝细胞脂肪性变的数量也逐渐增多，较集中在肝小叶边缘部位，12周组中大量肝细胞内出现较大脂肪滴（图1B）。(2)肺脏：肺部出现炎症，随着染毒时间延长，肺泡隔和细支气管周围细胞的浸润逐渐增多，且出偿性肺气肿，部分肺泡扩张并间隔断裂，逐渐融合成较大的囊腔（图2A）。12周组中炎症细胞浸润严重，肺泡隔明显增厚（图2B）。(3)肾脏：染毒8周组肾小管上皮出现嗜酸性变细胞，12周组嗜酸性变细胞明显增多（图3A），12周组肾小管水肿明显，部分集合管上皮出现嗜酸性变细胞，腔内有少量分泌物和蛋白管型（图3B）。
图1 染毒8周(A)及12周(B)肝脏病理变化（HE染色，10×20）（略）
图2 染毒4周(A)及12周(B)肺脏病理变化（HE染色，10×20）（略）
图3 染毒12周(A)、(B)肾脏病理变化（HE染色，10×20）（略）
3 讨论
“正己烷在正常环境中主要由肺吸入，经肝脏代谢后由肺和肾排出体外。实验报道，急性吸入可以造成肺、肝和肾等代谢器官损伤〔2〕。”本实验根据毒实验设计相关〔3，4〕，以往正己烷研究文献〔5〕，进行实验条件和初始浓度设计，目的在于尽量模拟生产作业的接触方式，构建正己烷慢性吸入动物模型，观察其主要代谢器官的形态学改变。实验结果证实，实验设计较为合适，3组染毒小鼠在整个染毒过程中无一意外死亡。染毒小鼠全血标本中正己烷浓度均达到染毒要求，各组染毒小鼠的肺、肝和肾均有较明显的病理学变化，尤其是肺脏随着染毒时间的延长，肺泡间隔逐渐增厚，炎症细胞浸润逐渐增多，这是正己烷吸入对肺进行性损伤所致；肝脏和肾脏的结构损伤也都随着时间延长而加重。有报道，正己烷可以造成肝细胞的脂质过氧化损伤〔6〕。本实验也观察到肝小叶周边大量肝细胞发生脂肪性变，表明正己烷吸入后可以影响肝细胞的正常脂质代谢而最后造成肝细胞结构的损伤，对此我们将进一步利用免疫组化等形态学技术进行探讨。实验结果表明，本文建立的昆明小鼠正己烷慢性吸入模型是有效的，正己烷慢性吸入可致昆明小鼠肺脏、肝脏和肾脏等主要代谢器官进行性的损伤，为进一步对正己烷毒理损伤机制的研究提供了实验参考模型。
【参考文献】
〔1〕 王鸿飞.2002年全国职业病报告发病情况分析［J］.职业医学，2006，33（1）：46-47.
〔2〕 杨永国，黄中新，程欣.正己烷吸入致大鼠肺和肝肾损害的研究［J］.中华劳动卫生与职业病,2006,24(5): 292-294.
〔3〕 《毒理学》编写组.工业毒理学实验方法［M］.上海：上海技术出版社，1979：51.
〔4〕 徐厚恩，张铣.卫生毒理学基础［M］.北京：北京医科大学中国协和医科大学联合出版社， 1991: 51.
〔5〕 WHO.N?Hexane.Environmental health critera 122［R］.Geneva: WHO,1991.
〔6〕 沈齐英，刘录.正己烷毒性作用的研究［J］.中国公共卫生，2002，18（2）：177-178.
