当前位置: 首页 > 期刊 > 《毒理学杂志》 > 1999年第2期
编号:10235984
环氧丙烷染毒对视觉诱发电位的急性作用
http://www.100md.com 《毒理学杂志》 1999年第2期
     作者:徐增军 曾昭慧 程秀荣 吕伯钦

    单位:中国预防医学科学院劳动卫生与职业病研究所(北京 100050)

    关键词:环氧丙烷;视觉诱发电位

    卫生毒理学杂志990202 内容摘要 选用40只雄性Wistar大鼠,随机分成环氧丙烷(PO)染毒组与对照组,采用静式吸入染毒,以5档计算浓度分别为300,500,1000,2000,5000mg/m3,对实验组大鼠每次染毒2小时,染毒结束后,立即测定闪光视觉诱发电位(FEP)和模式翻转视觉诱发电位(PREP),分析各波(P1、N1、P2,N2和N1、P1、N2)潜伏期及其波幅(N1-P2、P2-N2和N1-P1、P1-N2)。大鼠在2000mg/m3染毒时,PREP测定中N2波潜伏期显著延长。5000mg/m3浓度时,PREP和FEP各波潜伏期均有显著延长,于第2天已部分恢复,但波幅未见改变。这说明PO对中枢神经系统产生功能性抑制作用。然而低浓度PO染毒时就出现呼吸道刺激症状,远早于诱发电位的变化;高浓度时有明显呼吸系统刺激症状,出现呼吸困难。因此,急性PO染毒对中枢神经的抑制作用较小,主要为呼吸系统刺激作用。
, http://www.100md.com
    Acute effect of propylene oxide on visual evoked potentials in rats

    Xu Zeng-jun,Zeng Zhao-hui,Cheng Xiu-rong,Lu Bo-qin

    (Institute of Occupational Medicine,CAPM,Beijing 100050)

    Fourty Wistar male rats were randomly divided into experimental and control groups, of which each included 20 rats. Once a week,the rats of the experimental group were subjected to 2-hours inhalation exposure of propylene oxide (PO) at five nominal concentration of 300,500,1000,2000,or 5000mg/m3(equivant to actual concentration of 312.4±19.7,503±58.4,991.6±101.2,2021±87.3,5006±172.4mg/m3) respectively. After ceasing exposure,pattern reversal evoked potential(PREP) and flash evoked potential (FEP) were immediately recorded in rats.At the concentration of 2000mg/m3,the average latency of PREP peak N2 in exposed rats was more significantly delayed than that of the control.The latencies of PREP peaks N1,P1 and N2 and of FEP peaks P1,N1,P2 and N2 were also significantly prolonged compared with the control,until at 5000mg/m3.There was no significant change in the peak amplitude of PREP and FEP in exposed rats.This change was partly returned to normal,next day.However,the signs of respiratory irritation were noted at low concentration of PO in exposed rats.It may be concluded that the inhibitory effect of PO on CNS is weaker than the irritative effect in the rats.
, 百拇医药
    Key words:Propylene oxide;Visual evoked potential

    环氧丙烷(PO)是一种无色、易挥发的液体,易燃、易爆的液体。在工业生产中有广泛的用途,世界年产量超过200万吨,主要集中在发达工业国家。我国随着石油化学工业的发展,自70年代以来PO生产和使用量逐年增加,因此,接触工人也日益增多。对PO神经毒性的研究较少,国外仅有两篇报道[1,2]。Rowe等[2]曾报道,较高浓度下,可观察到轻微的中枢神经抑制现象,但一直未用客观检查加以证实。视觉诱发电位的改变是研究中枢神经系统损伤的重要电生理指标,因此,视觉诱发电位的研究对确定PO中枢神经毒性作用有其重要意义。

    为了进一步探讨PO的中枢神经毒性反应,本研究应用闪光视觉诱发电位和模式翻转诱发电位观察了PO急性染毒对大鼠及皮层功能的影响。

    材料与方法
, 百拇医药
    一、染毒材料和动物

    北京化工厂生产的环氧丙烷试剂作为染毒物质,为化学纯,纯度大于99.85%,比重范围为0.829~0.831,沸点34℃。

    雄性Wistar大鼠40只,体重230~250g,由中国医学科学院动物繁育场提供。随机分为对照组和染毒组,每组20只。

    二、染毒方法

    应用体积330L的有机玻璃染毒柜,采用静式吸入染毒方法,每隔半小时测定1次,应用气相色谱法测定染毒柜内浓度;根据测定结果添加PO,使染毒浓度基本保持恒定,每次染毒2只大鼠,共2小时,染毒结束后,立即测定电生理指标。动物恢复1周后,进行下一档浓度的染毒。

    三、实验方法

    1.埋植脑电极:先给大鼠腹腔注射2%戊巴比妥钠溶液(30mg/kg)待麻醉后,暴露顶骨,将自制不锈钢电极(直径1mm,长6mm),从下述部位旋入颅骨内,用自凝牙托粉固定,其中引导电极植于矢状缝左侧3.5mm,前囟后6mm处,参比电极和接地电极分别植于前囟前2mm,矢状缝左右两侧各2mm处[4]。术后让动物恢复1周,记录脑皮层视觉诱发电位,然后进行实验。
, 百拇医药
    2.闪光视觉诱发电位(FEP)测定:将有脑电极的大鼠固定在四周镶有镜子的反光罩中央,鼠眼距信号屏中央15cm,闪光频率为2次/秒,时程10ms,分析时间500ms,平均叠加100次,滤波为2~100Hz,鼠眼部位测光信号照度为410LX,室温保持在30℃[4]。染毒前后记录FEP,分析P1、N1、P2、N2潜伏期及N1-P2、P2-N2波幅。结果用F方差分析和t检验。

    3.模式翻转视觉诱发电位(PREP)测定:视觉刺激为宽9cm的竖直条栅,黑白转换2次/秒,其余参数同FEP[4]。染毒前后记录PREP,分析N1、P1、N2潜伏期及N1-P1、P1-N2波幅。结果分析同上。
, http://www.100md.com
    四、主要仪器与试剂

    英国产Medlec MS92a型肌电图仪和ST10型感觉诱发电位仪;戊巴比妥钠(进口分装),由中国医药公司北京采购供应站提供。

    结 果

    一、一般状况

    大鼠在染毒期间,染毒组与对照组体重未见差异。从五档计算浓度300,500,1000,2000,5000mg/m3的测定结果表明,其浓度各为:312.4±19.7,503.6±58.4,991.6±101.2,2021±87.3,5006±172.4mg/m3。计算浓度300,500mg/m3时,未出现明显的中毒症状。1000mg/m3浓度染毒结束后,有2只大鼠出现轻微的呼吸道刺激症状;2000mg/m3浓度后,8只染毒动物中7只出现轻微的呼吸道刺激症状,呼吸变深,第2天症状基本消失;5000mg/m3浓度染毒时,全部(共8只)动物均出现明显的呼吸道刺激症状,其中1只大鼠出现呼吸困难,而且全部大鼠均出现活动减少,反应迟钝。染毒后第4天,除1只动物呼吸较深外,其余大鼠均恢复正常。
, http://www.100md.com
    二、FEP的变化

    在计算浓度1000mg/m3和2000mg/m3时,FEP的N2波潜伏期稍有延长,但与对照组相比,差异无显著性。5000mg/m3浓度染毒时,各波潜伏期比对照组均有显著性延长(P<0.05,表1),染毒后第2天,各波潜伏期的改变已部分恢复。但在染毒期间,波幅与对照组相比,差异无显著性(表3)。

    表1 急性环氧丙烷染毒对大鼠FEP潜伏期的影响(±s) 染毒浓度

    (mg/m3)

    动物数

    各波潜伏期(ms)
, 百拇医药
    P1

    N1

    P2

    N2

    染毒前

    36

    30.7±7.3

    41.1±5.3

    68.3±4.3

    116.8±12.8

    0

    8
, http://www.100md.com
    30.9±2.3

    39.8±2.3

    67.8±7.0

    119.2±10.7

    300

    8

    31.0±4.8

    40.0±6.7

    69.3±4.4

    125.0±12.5

    0

    8
, http://www.100md.com
    33.0±5.9

    44.5±5.7

    68.7±3.6

    118.3±11.6

    500

    8

    32.8±5.4

    44.0±5.8

    66.6±7.7

    124.0±16.9

    0

    8
, 百拇医药
    30.6±2.6

    39.1±4.4

    63.0±8.8

    120.3±12.3

    1000

    8

    33.7±2.2

    43.7±8.0

    67.9±5.0

    128.6±16.2

    0

    8
, 百拇医药
    30.3±5.0

    40.0±3.7

    64.9±9.2

    116.6±15.8

    2000

    8

    34.3±3.3

    43.1±6.6

    67.6±4.1

    129.1±7.8

    0

    8
, 百拇医药
    29.0±2.9

    39.2±3.0

    64.0±7.0

    111.0±20.3

    5000

    8

    28.9±6.2*

    49.9±8.0*

    79.1±12.5*

    143.6±12.5*

    0浓度即为对照组与对照组比较 *P<0.05
, http://www.100md.com
    表3 急性环氧丙烷染毒对大鼠FEP、PREP波幅的影响(±s) 染毒浓度

    (mg/m3)

    动物数

    FEP波幅(mv)

    PREP波幅(mv)

    N1-P2

    P2-N2

    N1-P1

    P1-N2
, 百拇医药
    染毒前

    36

    38.8±16.1

    64.6±19.6

    21.5±12.0

    30.4±14.1

    0

    8

    35.8±10.6

    66.2±12.7

    13.1±7.0

    21.2±10.0
, 百拇医药
    300

    8

    38.6±8.0

    64.6±15.4

    15.8±7.0

    20.7±7.6

    0

    8

    36.3±9.8

    50.4±27.3

    14.2±6.7

    21.6±10.5
, 百拇医药
    500

    8

    47.7±11.0

    66.4±13.0

    21.5±11.9

    29.5±13.8

    0

    8

    27.8±19.0

    35.6±22.5

    15.3±16.2

    21.6±20.7
, 百拇医药
    1000

    8

    29.0±13.4

    71.9±39.3

    12.7±5.0

    18.4±7.7

    0

    8

    35.3±12.8

    41.6±14.7

    19.0±5.8

    24.6±6.2
, http://www.100md.com
    2000

    8

    35.0±21.5

    71.8±28.2

    18.3±11.1

    25.8±8.6

    0

    8

    37.8±17.0

    43.8±14.0

    22.8±13.6

    25.6±16.8
, http://www.100md.com
    5000

    8

    27.1±15.4

    53.8±20.4

    13.3±6.4

    16.2±8.8

    与对照组相比 *P<0.05

    三、PREP的变化

    N2波潜伏期在500mg/m3浓度染毒时,稍有延长,1000mg/m3浓度时,各波(N1、P1、N2)波潜伏期均略有增加,但与对照组相比差异无显著性。N2波潜伏期在2000mg/m3时,与对照组相比,有显著性延长。同时,N1和P1波潜伏期也有增加,但差异无显著性。5000mg/m3浓度下,各波潜伏期与对照组相比均有显著性延长(表2),染毒第2天,各波潜伏期也已部分恢复。波幅与FEP一样,染毒期间没有显著性变化(表3)。
, 百拇医药
    表2 急性环氧丙烷染毒对大鼠PREP潜伏期的影响(±s) 染毒浓度

    (mg/m3)

    动物

    数

    各波潜伏期(ms)

    N1

    P1

    N2

    染毒前

    36
, 百拇医药
    38.7±3.1

    60.3±4.8

    102.8±7.9

    0

    8

    39.5±2.9

    62.8±3.7

    100.2±8.0

    300

    8

    38.3±2.7

    61.0±2.2

, 百拇医药     100.7±8.8

    0

    8

    39.3±4.8

    59.0±3.4

    95.0±6.0

    500

    8

    39.2±7.8

    62.2±8.1

    103.2±15.8

    0

    8
, 百拇医药
    38.9±2.1

    61.0±4.9

    92.3±10.8

    1000

    8

    44.3±6.0

    65.0±6.8

    100.1±12.4

    0

    8

    38.3±4.5

    60.0±8.1
, 百拇医药
    88.3±9.4

    2000

    8

    44.9±9.4

    68.5±7.5

    106.5±8.8*

    0

    8

    37.7±5.4

    61.0±4.5

    91.0±6.8

    5000
, 百拇医药
    8

    50.1±9.0*

    73.7±8.9*

    120.3±9.2*

    与对照组比较 *P<0.05

    讨 论

    中枢神经系统的感觉系统与其他系统相比,易受毒性作用的影响,而任何感觉系统受到损害时,都会累及视觉系统,因此,人们常借助视觉诱发电位来检测毒物对中枢系统的作用[5]。VEP作为评价中枢神经系统功能变化的指标,近10年已被广泛应用于神经毒理学中。

    本研究中,在5000mg/m3PO浓度染毒后,观察到了活动减弱、反应迟钝、侧卧等症状。这与Rowe等[2]在大鼠急性毒性实验中,高浓度(2000~5000mg/m3)染毒时的观察结果一致。同时在闪光视觉诱发电位和模式翻转视觉诱发电位记录中也见到各波的潜伏期均有明显延长,提示PO在上述浓度下可抑制大脑皮层和皮层下的功能活动已受限制[6]。虽然仅借助VEP潜伏期改变不能确定是功能性损害还是病理损伤,但从中枢抑制容易恢复,可以认为是一种功能性抑制作用。PO染毒中大鼠晚期波的变化先于早期波,这与其它毒性如CS2[4]的研究结果相类似,提示在靠近感觉中枢的传导通路最先受到影响。
, http://www.100md.com
    本研究同时发现,PREP各波潜伏期的延长均早于FEP,提示PREP比FEP更敏感。与Boyes等[6]对三乙基锡(TET)的研究结果相似。这可能是由于在枕叶皮层,其感受叶的形状和排列不再如视网膜和神经节细胞那样呈同心圆样排列,而是长方形,呈垂直、水平和斜角沿轴线排列,用模式翻转这种有适应方向的棒或条状光或有锐利边缘的光刺激视觉皮层最理想[7]

    许多化学物都可引起PREP和FEP波幅下降[8],Nylen等[9]对大鼠以甲苯和二甲苯染毒,均发现染毒大鼠FEP波幅下降,且与对照相比差异有显著性。本研究中,未发现波幅的改变与染毒浓度间的相关关系。这是由于波幅的改变与动物本身差异及机器功能状况有关系,因而在实验中是一个不易控制的指标[8]。Boyes等[9]也认为潜伏期比波幅更敏感且易控制。因此,对波幅的评价有待于进一步改变其方法。
, http://www.100md.com
    从以上结果分析中,可以看到,环氧丙烷仅在高浓度情况下大鼠才出现视觉诱发电位的明显改变,其特点是潜伏期的延长,而且易于恢复。由此认为环氧丙烷产生轻度的抑制作用,对中枢神经的影响较小,但是PO对呼吸道的刺激作用远早于诱发电位的变化。因此,环氧丙烷的急性毒性作用主要为呼吸系统的刺激作用,与NTP报告[10]相一致,在制订其车间容许浓度时应考虑这一毒性作用特点。

    致 谢: 在建立视觉诱发电位方法中得到邓海教授的具体指导,表示感谢。

    参考文献

    1.Row VK,Hollingsworth RL,Oyen F et al.Arch Ind Health,1956,13:228~236.

    2.Ohnishi A,Yamamato T,Murai Y et al.Arch Environ Health,1988,43(5),353~356.
, http://www.100md.com
    3.周祥风.工业卫生与职业病 1995,21:238~239.

    4.邓 海,季 新,王志爽,等.卫生研究,1990,19(6):3~7.

    5.Dyer RS,Fund Appl Toxicol,1985,5:24~40.

    6.Boyes WK,Dyer RS,Neurobehav toxicol Teratol 1983,5:571~577.

    7.潘映福主编.临床诱发电位学,北京:人民卫生出版社.1988,1~5.

    8.Dyer RS,Neurotoxicology,1981,2:603~611.

    9.Nylen p.,Hagmanm,Joh son A-c,Pharmacol Toxicol,1994,74:124~129.10.NTP,Environ Health Perspectives,1993,101(suppl):145~146.

    (修回日期 1999年1月), http://www.100md.com