饲养环境中硫化氢暴露引起小鼠免疫功能变化的初步调查

发布时间：2020-06-21 16:10

【摘要】：硫化氢(hydrogen sulfide,H_2S)作为有害气体之一,约有50%来源于畜禽行业的污染排放,由此产生的环境污染问题日益突出,对人类和畜禽的生存环境造成了极大的危害,严重影响了人类和畜禽的健康。H_2S低浓度暴露主要刺激呼吸道和眼睛,高浓度对全身有明显影响,表现为中枢神经系统症状和直接抑制呼吸中枢。H_2S在畜禽饲养环境中广泛分布,长期处在低浓度H_2S的环境中,家畜和家禽体质变弱,抗病能力下降。本试验选取30日龄KM小鼠160只,常规饲养7 d后分为4组,通过模拟畜禽饲养环境,在饲养小鼠的环境中设置5 ppm、10 ppm、15 ppm浓度的H_2S,饲养21 d,检测了小鼠免疫器官、血清主要免疫指标、脾脏淋巴细胞转化功能、腹腔巨噬细胞吞噬功能以及血清、免疫器官内凋亡因子的变化,以获得H_2S暴露导致动物机体免疫功能稳态的变化,为生产中科学控制有害气体浓度,提高生产性能提供参考。主要研究结果如下:1.胸腺和脾的器官指数与组织结构胸腺和脾脏的器官指数:三个试验剂量的H_2S使胸腺指数增加,试验2、3组的胸腺指数显著高于对照组(P0.05),试验1组胸腺指数高于对照组(P0.05)。脾脏指数随着H_2S浓度的升高而降低,各处理组间脾脏指数差异不显著(P0.05)。胸腺和脾脏的组织结构:对照组小鼠胸腺小叶数量较多,结构正常。5 ppm、10 ppm浓度的H_2S处理组,皮质区域减少,髓质部占据胸腺小叶的大部分,胸腺小体增多;15 ppm H_2S处理组,胸腺小叶分界模糊,数量减少,皮质区增厚,胸腺小体增多。脾组织结构与对照组相比,5 ppm H_2S处理组,白髓结构未见明显变化,动脉周围淋巴鞘厚度和脾小结体积有所增大;10 ppm浓度的H_2S处理组,白髓区域明显变小,脾小结界限清晰,多核巨噬细胞数量增多;15 ppm H_2S处理组,脾脏组织结构不清晰,脾小结结构不清晰,淋巴细胞数量减少,可见较多的多核巨噬细胞。表明试验剂量的H_2S延缓了胸腺的萎缩,脾淋巴细胞增殖受损,脾脏免疫功能下降。2.血清免疫指标在不同浓度H_2S下的变化与对照组比较,5-15 ppm H_2S降低了血清中IgG(P0.01)水平,10-15 ppm H_2S显著降低了IgA(P0.05)水平,15 ppm H_2S使IgM显著降低(P0.05);5-15 ppm H_2S极显著升高血清IL-8(P0.01)水平,而15 ppm H_2S使IL-6显著升高(P0.05)。3.腹腔巨噬细胞吞噬率和脾脏淋巴细胞转化率各试验组腹腔巨噬细胞吞噬率随H_2S浓度的升高出现了降低的趋势。与对照组相比,试验1、2、3组分别下降了23.77%(P0.05)、70.49%(P0.05)、77.05%(P0.05),三个试验组之间差异不显著(P0.05);随H_2S浓度的升高,脾脏淋巴细胞转化率呈下降趋势。与对照组相比,试验1、2、3组分别下降了28.27%(P0.05)、60.07%(P0.05)、66.08%(P0.05)。4.血清和免疫器官凋亡因子试验剂量的H_2S对血清中凋亡因子Caspase-3、Caspase-9、Bcl-2的含量没有显著影响(P0.05),而凋亡因子Bax的含量随着H_2S浓度的增加表现出显著升高趋势(P0.05)。对胸腺组织中凋亡因子的ELISA检测结果显示,15 ppm H_2S升高了Caspase-3(P0.01)、Caspase-9(P0.05)、Bax(P0.05)水平,10、15 ppm H_2S极显著降低Bcl-2(P0.01)水平;对脾脏组织内凋亡基因qRT-PCR方法检测结果显示:与对照组相比,15 ppm H_2S显著降低了Caspase-3(P0.05)、Caspase-9(P0.05)mRNA表达量,10、15 ppm浓度组降低了Bcl-2(P0.05)、Bax(P0.01)基因mRNA表达量。结论:1、环境中高于10 ppm的H_2S降低了机体的体液免疫和非特异性免疫功能,诱发了机体的炎症反应,导致体质变弱。2、环境中浓度为15 ppm的H_2S能显著提高胸腺以及脾中凋亡因子mRNA表达,通过促进小鼠免疫器官凋亡,降低了机体的免疫功能。
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S859.8
【图文】：

图 2 H2S对小鼠胸腺组织结构的影响Fig.2 Effect of H2S on the histological structure of mouse thymusA：对照组；B：试验1组；C：试验2组；D：试验3组；图中标尺长度示 20 μm。A: control group; B: experimental group 1; C: experimental group 2; D: experimental group 3; the scale bar in the figure is 20 μm.脾脏：显微镜下观察各组脾脏组织结构如图3所示。对照组小鼠脾脏组织结构正常, 白髓结构清晰, 动脉周围淋巴鞘和脾小结轮廓明显, 大小适中, 淋巴细胞排列紧密 （图3-A）。与对照组相比, 试验1组（图3-B）脾脏组织结构无明显变化, 白髓结构正常，动脉周围淋巴鞘厚度和脾小结体积有所增大, 但变化不明显, 淋巴细胞排列稍疏松；试验2组（图3-C）白髓区域明显变小，脾小结界限清晰, 其内淋巴细胞排列疏松，多核巨噬细胞数量增多;试验3组（图3-D）脾脏组织结构不清晰,白髓内脾小结结构不清晰, 淋巴细胞数量减少,可见数量较多的多核巨噬细胞。

图 3 H2S对小鼠脾脏组织结构的影响Fig 3 Effect of H2S on the histological structure of mouse spleenA：对照组；B：试验 1 组；C：试验 2 组；D：试验 3 组；图中标尺长度示 50 μm.A: control group; B: experimental group 1; C: experimental group 2; D: experimental group 3; The scale bar is 50 μm.3.2 小鼠血清抗体及炎性因子在不同浓度 H2S 下的变化不同H2S浓度对小鼠血清抗体水平的影响见表18。与对照组相比，试验5 ppm、10 ppm、15 ppm处理组血清IgA浓度分别降低了2.65%（P>0.05）、6.75%（P<0.05）3.23%（P<0.05）；IgM分别降低了6.25%（P>0.05）、12.5%（P>0.05）、25%（P<0.05），试验 3组与对照组差异显著（P<0.05）；IgG分别降低了1.43%（P<0.01）、3.02%（P<0.0116.74%（P<0.01）。不同浓度H2S对血清中白细胞介素浓度的影响见表18。与对照组相比，试验 1 组试验2组和试验3组血清中的IL-6依次升高了0.41%（P>0.05）、2.3%（P>0.05）、3.7%（P<0.05）；与对照组相比，三个试验组的IL-8水平则极显著升高，分别为试验1组44.（P<0.01）、试验2组50.9%（P<0.01）和试验3组160.5%（P<0.01）。

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本文编号：2724309