Дзян-Хуа Ли

1 Ключова лаборатория за мониторинг и интервенции на обучението по спорта във водата, Държавна спортна администрация, Институт по физическо възпитание, Университет Jiangxi Normal, Nanchang, Китай,

хлорирани

2 Провинциална ключова лаборатория по химична биология в провинция Дзянси, Нормален университет Дзянси, Нанчан, Китай,

Zhi-Hui Wang

3 Пекинско училище за икономически мениджмънт, Пекин, Китай,

Сяо-Хуан Жу

1 Ключова лаборатория за мониторинг и интервенции на обучението по спорта във водата, Държавна спортна администрация, Институт по физическо възпитание, Университет Jiangxi Normal, Nanchang, Китай,

Zhao-Hui Deng

1 Ключова лаборатория за мониторинг и интервенции на обучението по спорта във водата, Държавна спортна администрация, Институт по физическо възпитание, Университет Jiangxi Normal, Nanchang, Китай,

Can-Xin Cai

1 Ключова лаборатория за мониторинг и интервенции на обучението по спорта във водата, Държавна спортна администрация, Институт по физическо възпитание, Университет Jiangxi Normal, Nanchang, Китай,

Li-Qiang Qiu

1 Ключова лаборатория за мониторинг и интервенции на обучението по спорта във водата, Държавна спортна администрация, Институт по физическо възпитание, Университет Jiangxi Normal, Nanchang, Китай,

Уей Чен

1 Ключова лаборатория за мониторинг и интервенции на обучението по спорта във водата, Държавна спортна администрация, Институт по физическо възпитание, Университет Jiangxi Normal, Nanchang, Китай,

Я-Джун Лин

1 Ключова лаборатория за мониторинг и интервенции на обучението по спорта във водата, Държавна спортна администрация, Институт по физическо възпитание, Университет Jiangxi Normal, Nanchang, Китай,

Замислил и проектирал експериментите: JHL. Изпълнени експерименти: ZHD CXC LQQ WC YJL. Анализирани данни: XJZ. Реактиви/материали/инструменти за анализ, допринесени: ZHW. Написа хартията: JHL ZHW.

Свързани данни

Всички релевантни данни се намират в хартията и нейните поддържащи информационни файлове.

Резюме

Въведение

Материали и методи

Животни

Хуманното отношение към животните и експерименталните процедури бяха извършени в съответствие с Ръководството за грижа и използване на лабораторни животни (Министерство на науката и технологиите на Китай, 2006 г.) и бяха одобрени от комисията по етика на животните от Университета Джиангси. Двадесет и четири плъха Sprague-Dawley, които бяха на три седмици и тежаха 207,1 ± 43,9 g, бяха получени в търговската мрежа от Департамента по лабораторни животински науки, Университета в Нанчанг, Китай. По време на периода на изследване всички плъхове са били настанявани в пластмасови клетки с размери 590 × 380 × 200 mm при следните условия: 20–24 ° C стайна температура, естествена светлина, стандартна храна и безплатна вода.

Лечение

Измервания на хлориране на DBP

Два типични класа на хлориране DBPs, хлороформ и хлорамини, бяха измерени на 20-ата минута на всяка тренировка. Хлороформът е измерен с помощта на газов хроматограф (SHIMADZU GC-2010) с HP-5 хроматографска колона (30 m × 0,32 mm × 0,25 μm) в съответствие с китайските стандартни методи за изпитване на органични вещества в питейната вода (GB/T 5750,8– 2006). Хлорамините се измерват с помощта на колориметър (HKM II, Guangdong Huankai Microbial Sci. & Tech. Co. Ltd.) въз основа на метода DPD.

Поведение и изяви

Поведение и поява на плъховете са наблюдавани през цялото проучване. Теглото на тялото се измерва с помощта на електронен баланс.

Тест за капацитет на плуване

След 12-седмичната тренировка по плуване и един ден почивка беше извършен тест за плувен капацитет. Отчита се продължителността от навлизането във вода до изчерпването на всеки плъх. Водата в басейна, използвана при теста, беше течаща вода, доставена от общинската водоснабдителна компания. За да се увеличи интензивността и да се съкрати времето, 13,7 g гайка с винт беше завързана към горния край на опашката на всеки плъх в теста. Критерият за изтощаване беше определен така, че плъховете да остават потопени под повърхността за десет секунди [13].

Проби от урина

Ден преди теста за капацитет на плуване, 24-часови проби от урина се събират с метаболитни клетки (консервиране на NaN3) и след това се центрофугират при 3000 r/min при 4 ° C в продължение на 10 минути. Приблизително 4 ml аликвотни частици на супернатанта бяха прехвърлени в 5 ml епруветки на Eppendorf и съхранявани при -80 ° C за тестване на ядрено-магнитен резонанс (NMR).

Хистопатология

В деня след изпитването на способността за плуване животните се умъртвяват с предозиране на пентобарбитурат (120 mg/kg). Първо, беше направена груба анатомична дисекция на животните и тъканите на петте им основни органа, т.е. сърце, черен дроб, далак, бели дробове и бъбреци, бяха събрани и фиксирани с 4% формалдехид полимеризатум. Дванадесет часа по-късно фиксираните тъкани бяха вградени в парафин за секциониране и след това беше извършен редовен хистопатологичен анализ с използване на оцветяване с хематоксилин и еозин и оптични микроскопи.

ЯМР измервания

Пробите от урина се размразяват при стайна температура и след това 400 μL урина се смесва с 200 μL фосфатен буфер (рН 7,4,0,2 М NaH2PO4/Na2HPO4), с 10% D2O като полева брава и с 0,05% натриев 3-триметилсилил- (2, 2,3,3-2Н4) -1-пропионат (TSP) като еталон за химично изместване. След центрофугиране при 13000 g в продължение на 10 минути, супернатантите се прехвърлят в 5 mm NMR епруветки и се измерват, като се използва стандартна едномерна 1 Н импулсна последователност с потискане на водата (Noesypresat) на спектрометър Bruker DRX400, работещ при 400.13 MHz 1 H резонансна честота и при 298 К.

Обработка на данни

Всички 1 H NMR Spectra бяха коригирани ръчно за фазови и базови изкривявания и се позоваваха на TSP сигнала при 0 ppm, използвайки софтуер Top Spin версия 3.0 (Bruker Biospin, Германия). Интегрирането е извършено в 10,00–0,02 ppm регион, с ширина на кофа 0,02 ppm. Областите, съответстващи на спектърните сигнали на вода и урея (6.20–4.20 ppm), бяха изключени и интегрирането на всеки регион беше нормализирано до сумата от общия спектър, за да се получат данните за метаболита в урината (таблица S1).

Статистически анализ

Анализът на основните компоненти (PCA) беше проведен върху данните от метаболита в урината за разпознаване на образци, използвайки софтуер SIMCA-P + версия 10.0 (Umetrics, Umea, Швеция). Преди PCA данните бяха подложени на ортогонална корекция на сигнала (OSC) и мащабиране на дисперсията на единицата. Други статистически анализи бяха извършени с помощта на софтуера IBM SPSS Statistics версия 20.0 (SPSS Inc., Чикаго, IL, САЩ). Продължителността на животните при изпитване на способността за плуване се изразява като средна стойност ± стандартно отклонение (SD) и се сравнява с помощта на независими t-тестове. Положителните показатели в хистопатологичния анализ бяха оценени чрез тест с хи-квадрат (х2). Нивото на значимост е определено на 0,05.

Резултати и дискусия

Концентрации на типичните хлорирани DBP

Концентрациите на двата типични класа хлориращи DBP (хлороформ и хлорамини), които бяха измерени на 20-ата минута от тренировката по плуване, бяха 0.7 ± 0.05 μg/L и 1.05 ± 0.12 mg/L във водата за EG, и нито един от тези химикали не е открит във водата за CG. 20-ата минута беше приблизително средната точка на тренировката (продължителността на всяка тренировка беше приблизително 40 минути); по този начин, концентрациите на DBPs в този момент бяха избрани да представят дозите на експозиция. Дозите на експозиция на тези два типични класа DBPs за EG плъховете са значително по-високи от тези за CG плъховете и този експеримент е типичен експеримент за хронична експозиция с ниски дози.

Поведение и външен вид

Крайните телесни тегла на плъховете, измерени преди евтаназия, бяха изключително близки между EG и CG (344,34 ± 34,95 g срещу 337,07 ± 46,00 g, p> 0,05). По време на целия експериментален период не са наблюдавани значителни различия в поведението между двете групи; обаче, при EG плъховете се появиха някои необичайни промени във външния вид. Първо, кожата около очите им става все по-червена с развитието на експеримента и в края на експеримента могат да се наблюдават кървави петна в джантите на очите на повечето плъхове. Второ, от третата експериментална седмица нататък, при все по-голям брой плъхове на върховете на носа им се появяваха петна от кръв; обаче, приблизително две седмици по-късно, този симптом постепенно изчезва. Трето, козината им става все по-суха и бледа и през последния месец се наблюдават значителни признаци на косопад.

Тези резултати показват, че козината, дихателните пътища и очите на EG плъховете са силно засегнати от хлорирана вода, въпреки че растежът им по същество не е засегнат. Според нашите наблюдения ежедневното поведение и размерите на EG плъховете са нормални, а крайното им телесно тегло е дори малко по-голямо от това тегло на контролната група. Независимо от това, изсъхнала и бледа козина, епилация, кървави носове и очи се срещат при EG плъховете, а не при CG плъховете. Всъщност подобни симптоми, зачервени и подути очи, изсушена кожа и запушване на лигавицата на носа, винаги се появяват, след като хората плуват в хлориран басейн; обаче дългосрочното (12 седмици) и високочестотното (5 дни в седмицата) на експерименталното обучение по плуване причиняват още по-лоши симптоми при тези експериментални плъхове.

Освен това се наблюдава интересно явление чрез сравняване на развитието на кървавите носове и кървавите очи. Кървавите носове обикновено се появяваха през третата и през четвъртата седмица; обаче, приблизително две седмици по-късно, този симптом постепенно изчезва. Значително кървавите очи често се появяваха в крайния период на експеримента; този проблем обаче се задълбочаваше по време на проучването и не се появиха признаци на подобрение. Първо се появиха кървавите носове, което предполага, че дихателните пътища могат да бъдат по-уязвими към дразнителите от хлорираната вода, отколкото очите; постепенно изчезващият симптом предполага, че дихателните пътища могат да имат известна адаптивност към хлорирана вода, вероятно поради защитата от носната лигавица. За разлика от това, без защитата на лигавицата, кървавите очи стават все по-значими по време на целия експеримент, въпреки че този симптом се появява по-късно от кървавите носове.

Следователно очите и кожата може да са органите, които трябва да бъдат обект на безпокойство по отношение на трайни увреждания, причинени от дразнители от хлорирана вода, а не от дихателните пътища, въпреки че дихателните симптоми са най-подчертаният токсичен риск от излагане на плуване през последните десетилетия.

Тест за капацитет на плуване

Продължителността на периода от навлизане във водата до изчерпване на плъховете е значително по-кратка за EG плъховете в сравнение с CG плъховете (29,74 ± 11,50 срещу 39,15 ± 9,85 минути, p Таблица 1. Цветът и размерът на петте основни органа, сърцето, черният дроб, далакът, белите дробове и бъбреците на всички плъхове са били нормални и не са наблюдавани значителни ексудация, хиперплазия, оток, атрофия и други болестни симптоми по време на грубата анатомична дисекция. При светлинна микроскопия не са открити симптоми на сърдечни, далачни и бъбречни секции; обаче, някои чернодробни симптоми се наблюдават в чернодробните и белодробните секции.