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细颗粒物(Fine particulate matte,PM2.5)由于其粒径小,因此容易通过呼吸系统进入机体并对健康造成不良的影响。体育场馆相对封闭的空间和较高的人员密度也使PM2.5在馆内具有高聚集性和慢扩散性的特征。PM2.5的暴露浓度、暴露时间、暴露频率、运动的持续时间、运动强度和运动量都直接与PM2.5在体内的累积量有关,而通过何种方式减缓PM2.5带来危害以及研究PM2.5浓度—机体反应之间的关系,可以为进一步认识PM2.5的环境健康效应提供试验依据。本研究主要采用气管滴注的方法,给予大鼠不同浓度PM2.5悬液进行染毒,研究运动过程中大鼠的行为学表现;采用酶联免疫法测定机体各组织抗氧化、免疫、糖代谢酶、内分泌及离子等指标变化,探究运动状态下PM2.5暴露-机体反应之间的关系;通过补充锌-金属硫蛋白(Zn-MT)及24小时自然恢复,研究二者对PM2.5毒性的拮抗效果。通过试验得到以下研究结果:(1)和与运动对照组(EC)相比,Zn-MT﹢运动组(ZE)组卒中指数和神经病学症状评分得分分别下降56%和3%,低剂量PM2.5(7.5mg·kg-1体重)﹢运动组(LPE)、中剂量PM2.5(15mg·kg-1体重)﹢运动组(MPE)和HPE高剂量PM2.5(30mg·kg-1体重)﹢运动组(HPE)组大鼠的卒中得分和神经学症状评分随着PM2.5浓度的增加而升高(增幅为3.1%~77.1%);和LPE、MPE、HPE组相比,Zn-MT﹢低剂量PM2.5﹢运动组(ZLPE),Zn-MT﹢中剂量PM2.5﹢运动组(ZMPE),Zn-MT﹢高剂量PM2.5﹢运动组(ZHPE)组卒中得分分别降低3%、24%、23%,神经学症状评分分别下降16%、7%、20%。(2)和安静组(QC)相比,EC组血清、肺、肺泡灌洗液(BALF)、心脏、肝脏组织抗氧化酶活性下降幅度为14%~43%,肾脏及股四头肌酶活性上升幅度为3%~58%,丙二醛(MDA)及活性氧升高幅度为6%~42%;ZE、运动对照恢复组(ER)、ZLPE、ZMPE、ZHPE组各抗氧化酶活性回升,自由基含量降低;LPE、MPE、HPE和EC组相比酶活性下降,而MDA及活性氧升高且成剂量相关反应,在24小时恢复后的各组与相应的单纯滴注组相比,不同组织中各组酶活性出现不同的变化,而自由基含量总体下降幅度为9%~45%。(3)和QC相比,EC组单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、巨噬细胞炎性蛋白-1(MIP-1)和超敏C反应蛋白(hsCRP)及各细胞因子含量上升幅度为10%~25%,中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)和克拉拉细胞蛋白(CC16)降低;ZE和ER组MCP-1、MIP-1α、hsCRP及细胞因子降低;LPE、MPE、HPE组MCP-1、MIP-1α、细胞因子和hsCRP表现出剂量相关性升高,NE和CCl6则呈剂量相关性降低;ZLPE、ZMPE、ZHPE组MCP-1、MIP-1α、细胞因子和hsCRP均出现不同程度回落,而各组织中NE和CCl6上升百分比范围为9%~48%。(4)EC组和QC组相比,无氧代谢酶活性下降幅度为5%~85%,有氧代谢酶活性升高百分比范围为6%~44%;和EC组相比,ZE组乳酸脱氢酶(LDH)及有氧代谢酶下降,无氧代谢酶升高,LPE、MPE、HPE除LDH升高外,其它酶活性均下降且成剂量相关反应,补充Zn-MT后,各组无氧和有氧代谢酶回升而LDH下降。(5)EC组和QC组相比,Cu2+和Mg2+离子浓度降低百分比分别为43%和63%,而Ca2+、Na+、K+离子浓度升高的幅度分别为21%、40%、38%;不同剂量PM2.5对各离子浓度的影响表现出差异性,其中Cu2+、Mg2+、Na+、K+离子浓度随着PM2.5滴注浓度的增加而增加,呈现出剂量相关性,而Ca2+离子浓度表现出波浪形变化,即在LPE和MPE中下降,而HPE表现出升高。(6)和QC组相比,EC组睾酮(Testosterone,T)和游离睾酮(Free testosterone,FT)含量分别降低26%、9%,皮质醇(Cortisol,C)含量升高百分比为14%;与EC组相比,LPE,MPE,HPE组T和FT含量组随着滴注浓度的升高而呈相关性下降(下降幅度分别为10%~46%,51%~77%),而C含量升高幅度为23%~47%;补充Zn-MT后,T和FT含量表现出呈现出恢复性上升(上升百分比分别为2%~44%,11%~46%),而C下降百分比范围为6%~26%。本论文的主要创新点表现在:(1)研究了体育馆内PM2.5对运动大鼠行为及运动能力的影响,为运动环境—行为结果—机体反应关系评价提供了试验依据。(2)通过PM2.5暴露对血清、心脏、肝脏、肾脏、股四头肌氧化与抗氧化—免疫—内分泌—无机离子等多组织、多指标的研究,全面评价PM2.5对机体的影响应激—反应的机理。(3)研究自然恢复、Zn-MT补充对PM2.5和运动造成机体各组织损伤的拮抗效应,为探索减缓环境污染对人体健康危害的生物标记物和生物、物理手段提供理论依据。