当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华航海医学与高气压医学杂志》 > 1998年第3期
编号:10657803
高温、噪声、振动复合因素对热应激蛋白70合成的影响(论著)
http://www.100md.com 《中华航海医学杂志》 1998年第3期
徐建华 邱仞之 510515 广州,第一军医大学高温医学研究室 中华航海医学杂志 1998 0 0 3
关键词:高温;噪声;振动;热应激蛋白70;免疫组织化学 期刊 zhhhyxzz 0 航海环境医学 fur -->

摘要 目的:模拟舰船在热区军事活动时的舱室环境条件,研究高温、噪声、振动复合因素对热应激蛋白70(heat stress protein 70,HSP 70)合成的影响及其相关关系。方法:Wistar雄性大鼠24只,随机分成4组:(1) 对照组:室温22 ± 1 ℃;(2) 高温组:干球温度(Td)42±0.5 ℃,湿球温度(Tw)33 ± 1 ℃,相对湿度(RH)52%;(3) 噪声、振动组:1 000 Hz 105 dB稳态噪声,角振动频率60 Hz,振幅5 × 10-2 m,加速度4 m/s2 ,全身振动;(4) 复合因素组:(2)、(3)组实验条件相加。采用免疫组织化学ABC法检测各实验组HSP 70蛋白的免疫活性变化。结果:高温、噪声、振动均可诱导HSP 70合成的增加,3者复合作用时HSP 70合成显著增加。结论:高温、噪声、振动的复合因素具有协同作用,可加重对机体的应激反应。

The effects of high temperature, noise and vibration compound factors on HSP 70 synthesis Xu Jianhua, Qiu Renzhi Dept. of High Temp. Medicine, The First Military Medical University, Guanzhou 510515
Abstract Aim: Warship cabin environment condition under military activities in tropical region was simulated so as to study the compound factors effect and their relationship of high tempreture、noise and vibration on heat stress protein 70 synthesis. Methods: 24 male Wistar rats were randomly divided into 4 groups:(1) control group: room temperature22 ± 1 ℃;(2) high temperature group: dry bulb temperature (Td)42 ± 0.5 ℃, wet bulb temperature(Tw)33 ± 1 ℃, and relative humidity(RH) 52%;(3) noise and vibration group: general body vibration with 1 000Hz 105dB homeostatic noise, angle vibration 60Hz, vibration amplitude 5 × 10-2 m and accleration 4 m/s2 , and (4) compound factors group: condition of group 2 plus group 3. The immunocompetence of heat stress protein 70(HSP 70) in each group was detected by immunohistochemicoassay ABC. Results: High temperature, noise and vibration each could induce the increase of HSP70 synthesis, and this process was shown enhanced significantly by their compound actions. Conclusion: High temperature, noise and vibration have synergistic effect on HSP70 synthesis, and they could strengthen body's stress reaction.
Key words High temperature Noise Vibration Heat stress protein 70(HSP70) Immunohistochemicoassay

(Chin J Naut Med, 1998,5:146)

热应激反应是一种生物界普遍存在的生理反应。其主要表现为正常蛋白质合成关闭,而一组称为热应激蛋白(heat stress proteins, HSPs)或应激蛋白(stress proteins, SPs)的蛋白质被诱导表达出来。HSPs作为一种应激蛋白,而且在进化上高度保守,说明它对生物体的生存及在应激反应中有重要的生理、病理意义。其中HSP 70被认为是最保守,含量最多且最重要的HSPs。应用免疫组织化学方法检测哺乳类动物肝组织中诱发的HSP70已有许多报道,但目前尚无在军事卫生领域内的噪声、振动以及两者与高温复合因素诱导HPS70合成及其相关关系的报道。本研究为探索高温、噪声、振动与HPS70合成的关系及其意义提供实验依据。

材料与方法

1. 动物模型:清洁级雄性Wistar大鼠24只,重200~250 g,由本校实验动物中心提供。随机分成4组:(1) 对照组:室温22±1 ℃;(2) 高温组:干球温度(Td)42 ± 0.5 ℃,湿球温度(Tw)33 ± 1 ℃,相对湿度(RH)52%;(3) 噪声、振动组:1 000 Hz 105 dB稳态噪声,角振频率60 Hz,振幅5×10-2 m,加速度4 m/s2 ,全身振动;(4) 复合组:(2)组与(3)组实验条件相加。清醒动物,特殊木笼卡鼠头固定,RM-6000八导生理记录仪观测体温。受试动物置多功能人工气候室内受试1小时,室温22 ℃恢复2小时(可自由饮水进食),断头处死,取1 g肝脏右上叶前角组织,10%中性福尔马林固定12小时,石蜡包埋。

2. HPS 70免疫组织化学ABC法检测:(1) 石蜡切片5 μm,常规脱蜡至水。(2) 3%甲醛,室温30分钟,去除内源性活性物质。(3) 含10%小牛血清白蛋白的PBS液37 ℃水浴箱内30分钟,阻断非特异结合位点。(4) 加鼠抗人的HSP 70单克隆抗体(SIGMA公司产品),稀释度1:1 200, 4 ℃冰箱过夜。(5) 切片用中性缓冲液(PBS)洗5分钟连续3次后,加生物素标记的兔抗鼠IgG(ABC试剂盒,华美公司产品),37 ℃水浴1小时。(6) PBS冲洗,加亲和素-辣根过氧化物酶(ABC试剂盒,华美公司产品),37 ℃作用1小时。(7) PBS洗涤,3%H2 O2 、DAB显色,自来水冲洗终止反应,哈氏苏木素染核1分钟,1%盐酸乙醇分化,流水冲洗泛兰。中性树胶封片,显微镜下观察反应结果,Ouantimet 520—150图象分析仪测阳性物质、平均光密度。(8) 以未加HPS 70单克隆抗体的切片为阴性对照。

结果

高温和复合组受试动物在肛温达到42 ℃ 3~5分钟后,出现挣扎躁动,呼吸深快,噪声、振动组大鼠受试20分钟后也出现上述症状。室温22 ℃恢复2小时后,高温组及噪声、振动组动物基本恢复如初,复合组则仍萎靡趴伏,活动和定向力减弱。
按每个10×20高倍镜视野结果划分,阳性细胞数1~5个、光密度<0.1472为(+),细胞数6~15个、光密度0.1473~0.1785为(11.gif (827 bytes)),细胞数>15、光密度>0.1785为(10.gif (831 bytes));则各组受试动物肛温变化与阳性结果关系见附表。
光镜下对照组大鼠肝组织可见散在、着色浅的HSP 70染色(图1)。高温组和噪声、振动组HSP 70染色(11.gif (827 bytes)),阳性细胞主要分布在肝细胞索和汇管区周围,溶合成片,阳性物质大部分布在肝细胞浆和胞膜上,少量在胞核内出现(图2、图3)。复合组染色强阳性(10.gif (831 bytes)),分布基本同高温和噪声、振动组(图4)。

附表 受试动物肛温变化与阳性结果关系(g1.gif (850 bytes)±s,n=6)
Tab. Relationship between rectal Tempand positive result

组别
group
肛温
rectal Temp(℃)
阳性结果
positive result
对照 36.2± 0.20 +
高温 42.2± 0.40
噪声、振动 36.4± 0.73
复合 42.51± 0.43


讨论

自从1962年Ritossa[1] 首次发现和Tissieres[2] 于1974年证实了热休克反应(heat shock response, HSR)和热应激蛋白(heat stress protiens, HSPs)的存在以来,对HSPs的研究日益受到广泛重视,已成为许多临床和基础学科研究的热点[3] 。几乎所有细胞均能合成HSPs。一般认为HSP 70家族是最为保守的、并在大多数生物中也是含量最多和最重要的一种热应激蛋白。它可能最能代表机体组织细胞抵御不良环境的能力,因此探讨它的形成及环境因素对它的影响有重要意义。
国内外对HSP 70的研究已较深入,许多结果表明机体组织细胞在热、创伤、感染、重金属、化学物质、自由基和能量代谢抑剂等多种因素的影响下都可被诱导产生HSP 70;但尚未见有噪声、振动以及高温、噪声和振动复合因素对HPS 70表达之间相关关系的报道。本研究显示,对照组有少量HPS 70合成,说明正常条件下,机体也会有一定的HSP 70基因表达。从附表中可看出,噪声和振动虽然对大鼠肛温无甚影响,但仍使HSP 70表达量增加、阳性细胞增加、染色加深,提示噪声和振动亦是应激源,可对机体代谢产生一定影响。高温、噪声、振动复合作用使HSP 70染色强阳性,与Curries等[4,5] 关于整体动物热应激后组织损伤的严重程度与HSP 70阳性显色成正比的免疫组织化学实验报道相符,表明三者同时作用时具有协同效应,可加重对机体的应激反应,故应重视对其综合防治措施的研究。阳性细胞主要分布在肝细胞索和汇管区,可能与体内热蓄积影响肝脏代谢有关。阳性物质大部分出现在胞浆中和胞膜上,提示HSP 70具有稳定细胞骨架,增强细胞内抗氧化作用,保护细胞内抗氧化酶和线粒体呼吸链的酶活性及分子伴侣作用[6] 。HSP 70在组织和细胞应激反应中的中心调节作用,在进化上的高度保守性以及能直接感受细胞内外环境变化的特性,使其有可能作为评价在应激条件下,机体是否正在经历代谢应激的早期生物学检测指标。

3.gif (43481 bytes)

图1 对照组大鼠肝组织HSP 70免疫组化分析(×400)
Fig 1 Control group, HSP70 immunohistochemicoassay
of rat liver tissue

4.gif (51765 bytes)
图2 高温组大鼠肝组织HSP 70免疫组化分析( × 320)
Fig 2 High Temp group, HSP70 immunohistochemi-
coassay of rat liver tissue

5.gif (49141 bytes)


图3 噪声、振动组大鼠肝组织HSP 70免疫组化分析( × 400)
Fig 3 Noised vibration group, HSP70 immunohis-
tochemicoassay of rat liver tissue

6.gif (56573 bytes)
图4 复合组大鼠肝组织HSP 70免疫组化分析( × 400)
Fig 4 Compound factors group, HSP70 immunohis-
tochemicoassay of rat liver tissue

参 考 文 献
1 Ritossa F.A new puffing pattern induced by temperature shock and DNP in drosophila. Experientia, 1962,18:571-573.
2 Tissieres A.The heat shock response. J Mol Biol, 1974,84:389-390.
3 Lindquist S.The heat shock response. Annu Rev Bio-
chem, 1986,55:1157.
4 Currie RW, White FP.Trauma-induced protein in rat tissues: a physiological role for a “heat shock” protein?. Science,1981,214:172.
5 Currie RW, Tanuay RM. Analysis of RNA for transcipts for catalase and SP70 in rat heat after in vivo hyperthermia. Biochem Cell Biol, 1991,69:357.
6 谭森,邱仞之,蔡俊杰.热应激与热休克诱导兔肝、肺、心和肾热休克蛋白70合成的研究.工业卫生与职业病,1996,22:29-31.

(收稿:1997-03-21 修回:1997-09-22)

, http://www.100md.com