沙尘暴对大鼠5大系统影响的风洞实验

Researches on the influence of dust storm on human's health were all done without the real dust storm simulating conditions around the world in the past. Thus, the objective evidence about the mechanism of dust storm induced disease is difficult to establish. Our research group have studied the influence of dust storm on Pulmonary interstitial and pulmonary function of rats, and the related data about the Pathology, imaging and pulmonary function had been got which was funded by the National Natural Science Foundation of China in 2011. This project will further explore the dust storm on animal's immune, cardiovascular, blood, endocrine and digestive systems on the basis of this study. Through the combined scientific study of eolian sand physics with life sciences to reveal if the simulated real dust storm environment has damage and the damage degree on the experimental animal's immune, cardiovascular, blood, endocrine and digestive functions. The experimental dust storm samples will collected from the sub-altitude plateau of Chian, through using the wind tunnel of Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute of the Chinese Academy of Sciences, we will examine the immune, cardiovascular, blood, endocrine and digestive function in experimental animal in different concentration and time in the real dust storm environmental in the wind tunnel, these index to judge the effect of sand dust storm on the animal's above five systems.

国内外关于沙尘暴对人体健康影响的实验研究均是在没有模拟沙尘暴真实环境下取得，难以确立沙尘暴诱发疾病机制的客观证据。我们课题组得到2011年国家自然科学基金综合自然地理学的资助，已经研究了沙尘暴对大鼠肺间质和肺功能的影响并得到了病理学、影像学和肺功能学等相关数据。本课题是在此研究基础上进一步探索沙尘暴对实验动物的免疫、心血管、血液、内分泌和消化5大系统的影响，通过风沙物理科学和生命科学联合交叉的科学研究，揭示模拟真实沙尘暴环境对实验动物免疫、心血管、血液、内分泌和消化系统功能有无损害及损害程度。实验采集亚高原沙尘暴样品，利用中科院寒旱所模拟沙尘暴真实环境的风洞，对在风洞中不同浓度和时间段的实验动物测定其免疫、心血管、血液、内分泌和消化功能，综合上述指标判断沙尘暴对上述5大系统的影响。

我国沙尘暴主要发生在西北地区的巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、塔克拉玛干沙漠、乌兰布和沙漠、黄河河套的毛乌素沙地周边，其中河西走廊到内蒙古中西部、宁夏干旱区既是我国沙尘暴最主要的沙源地区, 也是受沙尘暴影响最严重的地区。现有的研究表明沙尘细颗粒物中携带的大量化学有毒矿物质，不仅自身具有一定的毒性，而且还可能是病原微生物和致癌物质的载体，既可以造成当地高浓度的沙尘污染，还会在远距离输送过程中对下风向地区的大气环境和居民健康带来极大的危害。沙尘颗粒中的极细颗粒可直接吸入人体呼吸道深部，从而诱发一系列呼吸系统疾病。关于沙尘细颗粒物与人群呼吸系统疾病关系的流行病学研究尚处于起步阶段，且相关的毒理学研究也较少见。. 我们课题组通过风洞模拟系统模拟沙尘暴真实环境，研究其对大鼠各个系统的影响，主要包括呼吸系统、心血管系统、血液、内分泌和免疫消化系统。利用风洞系统模拟沙尘暴，使大鼠生活在沙尘环境中一段时间后，通过对其血液学指标及病理组织学指标的分析研究后发现，沙尘环境能明显影响大鼠血液中的细胞因子例如 TNF‑α, IL‑6, TGF‑β1, SOD, GSH,iNOS, HDL‑C, LDL‑C,TC, TG, TSH, ACTH, BNP, renin, Ang‑II, Hb,ALT, AST,TB等，这些细胞因子也不同程度地反应了相应系统的病理生理功能；同时沙尘颗粒物也能使大鼠的肺部发生纤维化改变，使大鼠的肾脏间质萎缩，脾脏实质结构的炎性改变。影像学检查，包括大鼠心脏、肝脏、脾脏MR及CT，心血管彩超未见明显异常。. 这些实验结果表明，沙尘颗粒物能够通过引起局部和系统性炎症反应，从而对大鼠的各个系统产生不同程度的损伤，肺脏受累首当其冲，其次对于心脏、肝肾脏、脾脏的影响也不容忽视；由此我们推断：沙尘颗粒物对人体有可能产生相似的影响；尽管国内关于沙尘颗粒物对人体健康的影响的流行病学调查逐渐展开，但其对人体影响的基础医学研究鲜有报道，我们希望本研究对于今后有关沙尘颗粒物对人体健康影响的研究能起到进一步推动作用。