錳暴露對工人腦神經(jīng)代謝物、血清神經(jīng)內(nèi)分泌激素和血尿金屬元素水平的影響.pdf

1、目的:本研究應(yīng)用無創(chuàng)性磁共振成像(MRI)和氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)檢測腦錳蓄積水平、錳致腦器質(zhì)性病理改變以及功能、代謝變化，結(jié)合神經(jīng)行為、血清神經(jīng)內(nèi)分泌激素和血尿金屬元素含量的測定以及它們之間的相關(guān)性分析。探討磁共振檢測作為錳神經(jīng)毒性早期診斷的無創(chuàng)、可直視性檢測方法的可能性以及亞臨床錳中毒的中樞和外周生物標(biāo)志物，為篩查錳中毒易感人群及無癥狀錳中毒工人的早期診斷和防治提供科學(xué)依據(jù)。
　　方法:(1)選擇廣西某建筑機(jī)械制造公

2、司43名男性焊接作業(yè)工人作為暴露組，19名不接觸錳煙塵及其他有害物質(zhì)的男性志愿者為對照組。暴露組按接錳工齡分為3個(gè)亞組:0～5y組，5～10y組，＞10y組。采用火焰原子吸收光譜法（AAS）和電感耦合等離子體發(fā)射質(zhì)譜分析法(ICP-MS)分別測定作業(yè)場所空氣錳和工人紅細(xì)胞錳(MnE)濃度。應(yīng)用MRI和1H-MRS檢測工人基底核蒼白球T1-加權(quán)成像(T1-WI)高信號改變及腦代謝物N-乙酰天門冬氨酸(NAA)、肌酸(Cr)、膽堿(Cho)

3、、肌醇(mI)和谷氨酸-谷氨酰胺復(fù)合物(GLX)峰高，并計(jì)算蒼白球指數(shù)(PI)、NAA/Cr、Cho/Cr、mI/Cr和GLX/Cr比值。
　　(2)選擇廣西某鐵合金熔煉廠9名男性冶煉工為高錳暴露組（MnH組），某建筑機(jī)械制造公司14名男性焊工為低錳暴露組(MnL組)，該地區(qū)某物業(yè)管理公司從事管理后勤的23名男性工人為對照組。采用普度頂板測試(PPT)評估工人的神經(jīng)行為變化，計(jì)算右手測驗(yàn)值(PPTR)、左手測驗(yàn)值(PPTL)、雙手

4、測驗(yàn)值(PPTB)、組裝測驗(yàn)值(PPTA)和總平均值(PPTS)。分別采用AAS和ICP-MS測定作業(yè)場所空氣錳和工人MnE、尿錳(MnU)濃度，并應(yīng)用1H-MRS檢測工人額葉皮質(zhì)、扣帶回后部、海馬、丘腦NAA、Cr、Cho、mI、谷氨酸(Glu)、γ-氨基丁酸(GABA)甘油磷酸膽堿(GPC)、谷胱甘肽(GSH)峰高，并以水峰的峰高為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出各腦代謝物與水的比值。其中GABA需要應(yīng)用特殊編輯MRS（MEGA-PRESS）掃描序列掃

5、描。
　　(3)選擇廣西某鐵合金熔煉廠62名男性冶煉工為高錳暴露組（MnH組），某建筑機(jī)械制造公司62名男性焊工為低錳暴露組（MnL組），該地區(qū)某單位從事物業(yè)后勤工作不接觸錳煙塵及其他有害物質(zhì)的43名男性工人為對照組，并按年齡分為＜40a～和40a～兩個(gè)亞組，暴露組按接錳工齡分為＜5y～，5～10y和10y～三個(gè)亞組。采用化學(xué)發(fā)光免疫法測定工人血清催乳素(PRL)、促黃體生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)、睪酮(TST)、促甲狀

6、腺激素(TSH)含量。
　　(4)選擇廣西某鐵合金熔煉廠80名冶煉工為高錳暴露組（MnH組），某建筑機(jī)械制造公司179名焊工為低錳暴露組（MnL組），該地區(qū)某單位從事物業(yè)后勤工作不接觸錳煙塵及其他有害物質(zhì)的48名工人為對照組，采用ICP-MS測定紅細(xì)胞和尿Mn、Zn、Cu、Fe、Ca、Mg含量。
　　結(jié)果:1.錳暴露對焊工基底核蒼白球神經(jīng)代謝物水平的影響
　　(1)焊接作業(yè)環(huán)境MnO2幾何平均濃度為0.075 mg/m

7、3(0.0018-0.519mg/m3)，低于我國現(xiàn)行工作場所空氣MnO2時(shí)間加權(quán)平均容許濃度(PC-TWA， GBZ2.1-2007，0.15 mg/m3)。與對照組比較，暴露組工人MnE含量明顯升高(P＜0.01)。
　　2.不同水平錳暴露對工人腦神經(jīng)代謝物水平的影響
　　(1)冶煉作業(yè)（MnH組）和焊接作業(yè)場所MnO2平均濃度分別為0.597mg/m3(0.022-4.994 mg/m3)和0.075 mg/m3(0.

8、0018-0.519 mg/m3)，三組工人的年齡、吸煙、飲酒率均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。與對照組比較，MnL和MnH組的MnE、MnU濃度均明顯升高;MnH組接錳工齡和MnE濃度均明顯高于MnL組(P＜0.05～0.01)。
　　(2)神經(jīng)行為測試:MnL組PPTS值明顯低于對照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。
　　(3)各腦區(qū)代謝物改變:與對照組比較，MnL和MnH組額葉皮質(zhì)Glu含量均明顯降低(P＜0.0

9、5～).01）;與對照組比較，MnL組額葉皮質(zhì)GSH、扣帶回后部GPC、海馬mI及丘腦Glu和GSH含量均明顯降低(P＜0.05);與對照組比較，MnL和MnH組丘腦mI含量均明顯降低（分別降低13.1％、16.9％，P＜0.05～0.01）。
　　3.不同水平錳暴露對工人血清神經(jīng)內(nèi)分泌激素水平的影響
　　(1)一般情況結(jié)果顯示，MnH組工人年齡、接錳工齡、吸煙率和飲酒率均高于MnL組和對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05

10、～0.01）。與對照組比較，MnH組和MnL組MnU含量均升高;MnH組MnE含量均明顯高于MnL組和對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05～0.01）
　　(2)血清神經(jīng)內(nèi)分泌激素:①M(fèi)nL組血清TSH含量明顯低于對照組;MnH組血清PRL、TST、TSH含量均明顯低于對照組和MnL組，而MnH組血清LH含量明顯高于MnL組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。②年齡分層分析:＜40a～年齡組結(jié)果顯示，MnL組TSH含量明顯低于對

11、照組;MnH組PRL、TST和TSH含量明顯低于對照組和MnL組，而LH含量明顯高于MnL組。＞40a～年齡組結(jié)果顯示，MnL組LH含量明顯低于對照組;MnH組PRL和TSH含量明顯低于對照組，而LH含量明顯高于MnL組（P＜0.05～0.01）。③工齡分層分析:5～10y MnL亞組LH含量明顯低于對照組，＜5y～MnL亞組TST含量明顯高于對照組，而5～10y MnL亞組TST含量明顯低于對照組，5～10y和＞10y～MnL亞組TS

12、T含量明顯低于＜5y～MnL亞組，＞10y～MnL亞組TST含量明顯高于5～10y MnL亞組，隨著接錳工齡的增長，MnL組血清TST含量呈現(xiàn)出先升高后下降，再逐漸回升的趨勢(P＜0.05～0.01);＜5y～和5～10y MnL亞組TSH濃度均明顯低于對照組(P＜0.05～0.01)
　　(3)相關(guān)分析:暴露組年齡與MnE、LH、FSH成正相關(guān)，而與血清PRL、TST成負(fù)相關(guān);接錳工齡與MnE、LH、FSH呈正相關(guān)，與PRL呈負(fù)

13、相關(guān);MnE與MnU、血清LH呈正相關(guān)，而與血清PRL、TST成負(fù)相關(guān);MnU與血清PRL成負(fù)相關(guān)，而與LH成正相關(guān);血清LH水平與FSH呈正相關(guān)(P＜0.05～0.01)。
　　4.不同水平錳暴露對工人血、尿金屬元素水平的影響
　　(1)與對照組比較，MnL組年齡、吸煙和飲酒率無明顯差異，無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05);MnH組年齡明顯高于對照組和MnL組，接錳工齡明顯高于MnL組，吸煙率明顯高于對照組，飲酒率明顯高于對照組

14、和MnL組(P＜0.05～0.01)。
　　(2) MnL組紅細(xì)胞Ca、Al含量低于對照組;MnH組紅細(xì)胞Mn、Fe、Ca、Mg和Zn含量明顯高于對照組和MnL組，而紅細(xì)胞Cu和Al明顯低于對照組和MnL組(P＜0.05～0.01)。
　　(3)MnL組尿Mn、Ca、Mg含量明顯高于對照組，MnH組尿Mn、Fe、Ca和Zn含量明顯高于對照組和MnL組，且尿Cu和Mg含量明顯高于對照組(P＜0.05～0.01)。
　　(

15、4)相關(guān)分析:①暴露組MnE與年齡、接錳工齡、紅細(xì)胞Al、紅細(xì)胞Ca、紅細(xì)胞Fe、紅細(xì)胞Mg和紅細(xì)胞Zn均呈正相關(guān)(P＜0.01);年齡、接錳工齡均與紅細(xì)胞Ca、紅細(xì)胞Fe、紅細(xì)胞Mg、紅細(xì)胞Zn呈正相關(guān)(P＜0.01);②暴露組MnU與年齡、接錳工齡、尿Fe、尿Zn呈正相關(guān)(P＜0.01);年齡、接錳工齡均與尿Al呈負(fù)相關(guān)，尿Fe、Zn呈正相關(guān)，接錳工齡與尿Mg呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05或P＜0.01）
　　結(jié)論:1.長期、低水平錳

16、暴露可導(dǎo)致錳在基底核蒼白球蓄積，如MnE水平升高，基底核蒼白球出現(xiàn)對稱性T1-WI高信號，PI值升高，提示基底核蒼白球T1-WI高信號特征和PI值是評估腦錳蓄積的敏感指標(biāo)。
　　2.長期、低水平錳暴露可導(dǎo)致焊工蒼白球Cho、mI水平下降，GLX水平升高（第一部分），且不同錳暴露水平也可導(dǎo)致工人不同腦區(qū)（額葉皮質(zhì)、丘腦、扣帶回后部、海馬）Glu、mI、GPC、GSH水平下降（第二部分），提示無論是低水平還是高水平錳暴露，均可引起腦功

17、能、代謝改變。對于無臨床癥狀的錳暴露者，1H-MRS是一種評估錳致腦功能、代謝的有效技術(shù)。
　　3.丘腦GABA與所有普度頂板測試值呈負(fù)相關(guān)，表明丘腦GABA可能是錳是運(yùn)動(dòng)障礙亞臨床的一個(gè)生物標(biāo)志物。
　　4.雖然冶煉場所空氣錳濃度較焊接場所高，但焊工組腦代謝物的改變遠(yuǎn)大于冶煉工組，表明錳的神經(jīng)毒性可能與錳煙塵一些特性，如粒徑大小、沉降率和溶解度等有關(guān)，究其原因需進(jìn)一步研究。
　　5.不同水平錳暴露可致工人血清PRL、