三種不同消毒水中非揮發(fā)性有機(jī)提取物對人肝癌細(xì)胞(HepG2)的毒性作用及其機(jī)理研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、飲用水消毒始于上世紀(jì)初,消毒的目的在于殺滅水中病原體、防止介水傳染病的傳播和流行。目前世界上用于飲用水消毒的方法主要有氯化消毒、二氧化氯消毒、紫外線消毒和臭氧消毒,其中氯化消毒是飲用水消毒的最主要方法,其殺菌能力很強(qiáng),能明顯的殺死水中的病原體。但是氯在消毒的同時,也能與水中的有機(jī)物相互作用,產(chǎn)生氯化消毒副產(chǎn)物。因此,為了減少氯化飲用消毒水副產(chǎn)物對人體的損害,就需要改進(jìn)消毒方法,在保證消毒的效果前提下,減少氯化消毒副產(chǎn)物,保障人群健康。

2、 在常規(guī)氯化消毒中,對于有機(jī)物含量較高的源水,一般采用預(yù)氯消毒,氧化有機(jī)物后,再進(jìn)行氯化消毒。但由于預(yù)氯消毒可增加氯化消毒副產(chǎn)物的形成,因此預(yù)消毒方法的改進(jìn)開始得到重視。用無遺傳毒性作用或毒作用較弱的消毒劑來取代預(yù)氯消毒,被認(rèn)為是比較可行的方法。二氧化氯和臭氧預(yù)氧化因具有氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快、原料易得、使用方便等優(yōu)點(diǎn),近年來越來越受到人們的重視。二氧化氯和臭氧是一種高效的殺菌消毒劑。其具有殺毒能力強(qiáng)而副產(chǎn)物少的特點(diǎn),并且具有極強(qiáng)

3、的氧化能力,對微生物如病毒、細(xì)菌甚至芽孢都有極強(qiáng)的殺傷力,還具有很強(qiáng)的滲入細(xì)胞壁的能力,從而破壞細(xì)菌有機(jī)體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致細(xì)菌死亡。盡管與氯預(yù)消毒相比,二氧化氯和臭氧預(yù)消毒替代方法具有許多優(yōu)點(diǎn),但是它們的使用對人體的健康也存在潛在的毒性危害。因此,需要對這些消毒方法的毒性進(jìn)行較全面的研究。 本研究探討了漢江源水以及三種不同預(yù)處理方法(氯氣、二氧化氯和臭氧)消毒水中非揮發(fā)性有機(jī)提取物(NOCs)對體外HepG2細(xì)胞的毒性作用及其發(fā)生機(jī)理,

4、以探討適合于漢江水消毒的消毒方法,為進(jìn)一步深入了解消毒飲用水對人體的健康效應(yīng)提供實驗依據(jù)。 第一部分:三種不同消毒水中非揮發(fā)性有機(jī)提取物對人肝癌細(xì)胞(HepG2)氧化應(yīng)激水平的影響。 目的:本部分主要研究了漢江源水以及三種不同預(yù)處理方法(氯氣、二氧化氯和臭氧)消毒水中非揮發(fā)性有機(jī)提取物(NOCs)對HepG2細(xì)胞內(nèi)活性氧族(ROS)和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA、抗氧化分子GSH和SOD活性的影響。 方法:采用流式細(xì)胞儀

5、及脂質(zhì)過氧化相關(guān)酶試劑盒測定等方法,分別對HepG2細(xì)胞內(nèi)ROS含量變化和脂質(zhì)過氧化相關(guān)酶進(jìn)行測定。 結(jié)果:三種不同預(yù)處理方法消毒水和源水中NOCs對體外HepG2細(xì)胞ROS含量較對照組在1、5ml NOCs /ml medium時有顯著性增加(P<0.05);在0.2、1、5ml NOCs /ml medium時,GSH-PX、SOD活性較對照組顯著降低(P<0.05),MDA顯著升高(P<0.05);MDA與GSH-PX、S

6、OD均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。 結(jié)論:三種不同預(yù)處理方法消毒水中NOCs所致HepG2細(xì)胞遺傳毒性與活性氧族和細(xì)胞的脂質(zhì)過氧化有關(guān),表現(xiàn)為HepG2細(xì)胞的ROS含量和脂質(zhì)過氧化相關(guān)酶的活性變化,而且脂質(zhì)過氧化相關(guān)酶的活性變化與NOCs劑量存在一定的劑量-反應(yīng)關(guān)系。 第二部分:三種不同消毒水中非揮發(fā)性有機(jī)提取物對人肝癌細(xì)胞(HepG2) DNA損傷及凋亡作用的影響。 目的:本部分主要研究了漢江源水以及三種不同預(yù)處

7、理方法(氯氣、二氧化氯和臭氧)消毒水中非揮發(fā)性有機(jī)提取物(NOCs)對HepG2細(xì)胞的DNA損傷、染色體損傷和凋亡的影響。 方法:以單細(xì)胞凝膠電泳(Single Cell Gel Electrophoresis,SCGE)、細(xì)胞松弛素B阻斷核質(zhì)分裂微核法(cytokinesis-block micronucleus)和碘化丙啶(propidium iodide,PI)單染流式細(xì)胞術(shù)來分別檢測其對細(xì)胞DNA斷裂損傷、染色體損傷和細(xì)

8、胞凋亡的影響。 結(jié)果: ①三種不同預(yù)處理方法消毒水和源水NOCs對體外HepG2細(xì)胞存活率有隨濃度的增加而降低的趨勢,在25、125ml NOCs /ml medium均有顯著性差異(P<0.05)。 ②微核試驗顯示三種不同預(yù)處理方法消毒水和源水NOCs在5、25、125ml NOCs /ml medium均可致細(xì)胞微核的形成,與對照組相比有顯著性差異(P<0.05),而且存在劑量反應(yīng)關(guān)系;與同濃度的臭氧組相比,

9、氯氣組在1ml NOCs/ml medium顯著性增加(P<0.05);二氧化氯組在1和5ml NOCs/ml medium均顯著性增加(P<0.05);源水組在1和25ml NOCs/ml medium時顯著性低于同濃度的二氧化氯和氯氣組(P<0.05);在125ml NOCs/ml medium 顯著性高于二氧化氯和氯氣組(P<0.05)。 ③彗星試驗顯示三種不同預(yù)處理方法消毒水中NOCs在5、25、125ml NOCs/m

10、l medium均可明顯導(dǎo)致DNA單雙鏈斷裂,與對照組相比有顯著性差異(P<0.05),且存在劑量反應(yīng)關(guān)系。各實驗組同濃度間也有顯著性差異(P<0.05),堿性彗星試驗各組所致DNA損傷順序為二氧化氯>氯氣>臭氧>源水,中性彗星試驗各組所致DNA損傷順序為氯氣>二氧化氯>臭氧>源水。 ④流式細(xì)胞儀檢測結(jié)果顯示,隨NOCs濃度的增高,三種不同預(yù)處理方法消毒水中NOCs對HepG2細(xì)胞凋亡率較對照組均有增加趨勢,在5、25、125m

11、l NOCs/ml medium有顯著性差異(P<0.05)。 結(jié)論: ①三種不同預(yù)處理方法消毒水中NOCs均可以導(dǎo)致HepG2細(xì)胞的DNA單鏈和雙鏈斷裂,氯氣預(yù)處理消毒水中NOCs主要導(dǎo)致DNA雙鏈斷裂,二氧化氯預(yù)處理消毒水中NOCs主要導(dǎo)致DNA單鏈斷裂;氯氣預(yù)處理消毒水中NOCs導(dǎo)致HepG2細(xì)胞毒性強(qiáng)于二氧化氯預(yù)處理消毒。 ②臭氧預(yù)處理消毒水中NOCs導(dǎo)致HepG2細(xì)胞DNA損傷低于氯氣和二氧化氯組,通過

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