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摘要：文章探讨气态甲醛吸入对小鼠肝脏的毒性作用。将40只雄性昆明小鼠随机分成4组，每组10只。采用相对密闭空间吸入甲醛染毒的方法，每天上午10：00在密室中放上不同浓度的甲醛溶液，连续处理6周后处死小鼠，肉眼观察实验鼠行为、体征变化，病理切片观察肝脏组织的改变，称量小鼠体重，计算其体重增加情况以及死亡率。与对照组相比，染毒小鼠出现明显的病理变化，肝脏表面出现坏死斑点，肝细胞浊肿、胞浆疏松化，小鼠的体重增加率及存活率均有所下降。实验证明了甲醛对小鼠肝脏组织及细胞具有毒性作用，且吸入剂量越大，其毒性效应越显著。
关键词： 甲醛；肝脏；毒性作用
*基金：渭南市自然科学基金项目 （2013JCYJ-16）。
作者简介：李亚琳（1968-），女，陕西渭南人，医学博士，渭南师范学院副教授，主要研究方向为肿瘤基因治疗。【中图分类号】R114【文献标识码】A【文章编号】1672-8602（2014）02-0011-02
甲醛（Formaldehyde）是一种重要的化工原料和有机溶剂，无色、有刺激性气味的气体，广泛用于制造树脂、塑料、橡胶、染料和油漆等[1]。近年来，随着人们生活水平的提高，家居装修频繁，室内空气污染变得严重，尤其以甲醛污染最为严重。因此甲醛对健康的危害已引起了广泛的关注，大量实验研究表明，甲醛能引起全身多系统的损害，并对内脏器官（肝脏、肾脏等）产生毒害作用，甚至癌变[2-4]。人对甲醛的嗅觉阈值浓度时0.06-0.07mg/m3，甲醛在空气中的质量浓度达到1.2mg/m3时，即能嗅出，2.4-2.6mg/m3时，开始出现刺激症状。一次吸入甲醛10-20mg即能致死，室内甲醛含量达到30mg/m3时可立即使人致死[5]。本实验通过研究气体甲醛吸入对小鼠肝组织的毒害情况，并制作石蜡切片观察小鼠肝组织的病理性变化，探讨气体甲醛对小鼠的肝脏组织的毒性影响。
1材料与方法
1.1实验材料：（1）实验动物： 雄性昆明鼠，4周龄，体重为34～39g，购于第四军医大学。实验期间小鼠自由饮水、进食。（2）实验试剂： 生理盐水、4%甲醛溶液、伊红、苏木精、70%乙醇溶液、80%乙醇溶液、95%乙醇溶液、无水乙醇、蛋白甘油、盐酸乙醇 、二甲苯、石蜡 、中性树胶等。（3）实验仪器： 超净工作台、恒温箱、电子天平、解剖工具一套 、染缸、切片机、恒温箱、烤片机、光学显微镜、电子显微成像仪、培养皿、脱脂棉、载玻片、盖玻片、标本瓶、小木块、蜡带盒等。
1.2实验方法
1.2.1 染毒室的准备： 准备四个相同的小鼠饲养箱，长27cm，宽16cm，高13cm，箱盖用保鲜膜封闭。四个箱子均置于超净工作台上，将四个大小相同的培养皿放入四个饲养箱中，分别铺上一层脱脂棉，每天给其中三个培养皿上注射1.0ml的甲醛溶液，保证饲养箱中甲醛的浓度，剩余一个培养皿注射1.0ml生理盐水。
1.2.2甲醛染毒过程： 本实验过程中使小鼠全天暴露在甲醛环境中，观察小鼠形态特征，制作肝组织切片观察病理情况。（1）实验分组：将40只小鼠随机分为4组，每组10只，分别为对照组，低浓度组（25%）、中浓度组（50%）、高浓度组（75%）三个实验组。每天小鼠自由活动、进食。（2）染毒过程：整个过程均在超净工作台中进行，每天将1.0ml 25%、1.0ml 50%、1.0ml 75%甲醛分别注入低、中、高三个饲养箱的培养皿中，1.0ml 生理盐水注入对照组培养皿中。甲醛挥发后经小鼠呼吸进入组织中。
1.2.3生理、形态观察： 观察小鼠体重、毛发、行为变化及死亡率。
1.2.4肝组织切片制备： 将小鼠脱臼处死，打开腹腔，用解剖剪取出肝脏组织，生理盐水反复冲洗，置于4%甲醛溶液中浸泡2-3天，之后经生理盐水冲洗1h，酒精梯度脱水处理，二甲苯透明后用石蜡包埋，切片取4-6片厚度4-8um蜡带，并进行贴片和烤片，最后经HE染色，在光镜下观察肝组织病变情况。
2实验结果
2.1体重、毛发变化：处理6周后， 三个实验组小鼠体重均有不同程度的下降，高浓度体重下降最为明显；中浓度下降较缓慢；低浓度体重下降不明显；对照组体重上升一段时间后趋于稳定。实验组与对照组比较有明显差异（如图1所示）。
2.2行为变化： 高浓度组自吸入甲醛开始活动减少，毛发失去光泽，多数时间蜷缩在饲养箱中。中浓度组上述特征不明显。低浓度与对照组基本相似，正常饮食，活动频繁，毛发有光泽。
2.3死亡率变化：在每组10只小鼠中，高浓度组处理6周后有6只小鼠死亡，中浓度组有4只死亡，低浓度组仅有1只小鼠死亡，对照组小鼠全部存活。其体重变化以及死亡率变化如图1所示。
2.4肝组织病理改变：甲醛吸入后，肉眼观察，小鼠的肝脏表面变得粗糙，颜色变白，并出现黑色的小点或小斑。随着甲醛浓度的增大，病变加重。光学显镜下观察，对照组小鼠肝脏组织细胞形态正常，无任何病理变化，而其他染毒组小鼠肝脏组织均在不同程度上变得松散（图2）。在低浓度组小鼠的肝组织中，有少数的细胞核裂解，细胞出现微小形变，但Disse间隙明显增多，也出现小范围的病变区域（图2B）；中浓度组的小鼠肝脏组织中，可见Disse间隙增多，大范围的病变区域，肝星状细胞夜明显增多（图2C）；而高浓度组的小鼠肝脏组织变化比中浓度组更剧烈，绝大多数细胞核裂解，细胞明显形变（图2D）。
3讨论
甲醛具有毒性，能对小鼠的行为产生一定的影响，且吸入剂量越大，其毒性效应越明显。水迷宫实验和定位航行实验均表明，气态甲醛可影响小鼠的空间学习记忆能力，使其在实验中错误次数增加，且浓度越高染毒时间越长，其错误次数越多[6， 7]。本实验也说明甲醛高浓度吸入后，对小鼠肝脏的毒性作用也明显增加。随着甲醛吸入浓度的增加，小鼠的体重增加的速度越来越慢，而且小鼠的死亡率也绝对增加。另外，小鼠的食量、饮水量相对于对照组明显减少，并且出现懒惰、少动、群聚、粪便不成形、毛发缺少光泽等现象。 本研究证明，即使低浓度的甲醛吸入也会对小鼠的肝脏产生轻微的毒性作用，引起少数肝细胞形态结构的改变，但不会导致明显的生理病变。肉眼观察，对照组小鼠肝脏颜色正常，富有光泽，皮下脂肪白而亮，无任何病理性变化。而低剂量甲醛吸入对小鼠肝脏的毒性作用不明显，可能是因为肝脏具有解毒作用，而该浓度的甲醛剂量在小鼠肝脏的解毒范围之内，尚未引起显著的毒性效应就被排出体外，故低浓度组与对照组小鼠的肝脏无明显差异。而中浓度组、高浓度组小鼠的肝脏出现了明显的病理变化，肝脏颜色发暗，无光泽，其表面有黑色的小点或小斑。光镜下观察，对照组小鼠肝组织细胞无异常变化。随着甲醛吸入浓度的增高，肝脏病理损伤程度也随之增加，肝星状细胞的数量明显增多，Disse间隙也增多，肝组织变得松散，病变区域也增加。低浓度组小鼠肝脏损伤较轻，与对照组相比，镜下未见明显异常改变。以前有研究表明，高浓度甲醛染毒导致小鼠肝组织细胞浊肿，汇管区慢性炎细胞浸润，肝细胞胞浆疏松化，少数肝细胞有气球样变性，点灶状坏死，大多数肝细胞核裂解，呈现大量病理性核分裂像，细胞变形显著[8]。本实验中，在光镜下可见中、高浓度组小鼠肝细胞病理性核分裂明显，细胞明显变形，与前人研究结果一致。张武全等认为脂质过氧化物的产生可能是甲醛导致肝脏损伤的机制之一，甲醛可能通过脂质过氧化而引起细胞膜和其他膜结构的破坏，导致膜受体、膜免疫功能失常，最终导致肝脏损伤[9]。
综上所述，随着甲醛吸入剂量的增加，甲醛对小鼠的肝脏组织的损伤越严重，小鼠的体重增加速度变慢，小鼠死亡率增加，肝脏组织病理性变化越明显。本实验为进一步研究甲醛对人体组织的病理性伤害提供了一定的实验基础。
参考文献
[1]Jones DP， Thor H， Andersson B， et al. Lotethione peroxidase ，catelase ，and formaldehyde dehydrogenase in reaction relating to N-demethylation by the cytochrome p-450 system[J]. Biol chem， 1978， 253（17）： 6031-6037.
[2]李跃红.甲醛的检测方法进展[J]. 职业与健康，2006， 22（15）：1151-1152.
[3]Kilbum KH. Neurbehavioral important and seizures from formaldehyde [J]. Arch Environ Health，1994， 49： 37-44.
[5]牛常青. 试析甲醛对机体毒害病理及其防范[J]. 2003，21（5）： 40-41.
[7]杨在明， 袭著革， 杨丹凤， 等. 气态甲醛吸入染毒对小鼠水迷宫学习成绩及海马神经递质的影响[J]. 环境与健康杂志， 2006， 23（5）： 402-404.
[8]万勇. 甲醛与苯对雌性小鼠造血系统的遗传毒性及肝脏毒性的研究[D]. 乌鲁木齐，新疆医科大学， 2009.
[9]张武全， 孙少华， 杨 迪. 慢性吸入甲醛对小鼠肝脏的氧化性损伤[J]. 环境与职业医学， 2005， 22（5）： 429.
关键词： 甲醛；肝脏；毒性作用
*基金：渭南市自然科学基金项目 （2013JCYJ-16）。
作者简介：李亚琳（1968-），女，陕西渭南人，医学博士，渭南师范学院副教授，主要研究方向为肿瘤基因治疗。【中图分类号】R114【文献标识码】A【文章编号】1672-8602（2014）02-0011-02
甲醛（Formaldehyde）是一种重要的化工原料和有机溶剂，无色、有刺激性气味的气体，广泛用于制造树脂、塑料、橡胶、染料和油漆等[1]。近年来，随着人们生活水平的提高，家居装修频繁，室内空气污染变得严重，尤其以甲醛污染最为严重。因此甲醛对健康的危害已引起了广泛的关注，大量实验研究表明，甲醛能引起全身多系统的损害，并对内脏器官（肝脏、肾脏等）产生毒害作用，甚至癌变[2-4]。人对甲醛的嗅觉阈值浓度时0.06-0.07mg/m3，甲醛在空气中的质量浓度达到1.2mg/m3时，即能嗅出，2.4-2.6mg/m3时，开始出现刺激症状。一次吸入甲醛10-20mg即能致死，室内甲醛含量达到30mg/m3时可立即使人致死[5]。本实验通过研究气体甲醛吸入对小鼠肝组织的毒害情况，并制作石蜡切片观察小鼠肝组织的病理性变化，探讨气体甲醛对小鼠的肝脏组织的毒性影响。
1材料与方法
1.1实验材料：（1）实验动物： 雄性昆明鼠，4周龄，体重为34～39g，购于第四军医大学。实验期间小鼠自由饮水、进食。（2）实验试剂： 生理盐水、4%甲醛溶液、伊红、苏木精、70%乙醇溶液、80%乙醇溶液、95%乙醇溶液、无水乙醇、蛋白甘油、盐酸乙醇 、二甲苯、石蜡 、中性树胶等。（3）实验仪器： 超净工作台、恒温箱、电子天平、解剖工具一套 、染缸、切片机、恒温箱、烤片机、光学显微镜、电子显微成像仪、培养皿、脱脂棉、载玻片、盖玻片、标本瓶、小木块、蜡带盒等。
1.2实验方法
1.2.1 染毒室的准备： 准备四个相同的小鼠饲养箱，长27cm，宽16cm，高13cm，箱盖用保鲜膜封闭。四个箱子均置于超净工作台上，将四个大小相同的培养皿放入四个饲养箱中，分别铺上一层脱脂棉，每天给其中三个培养皿上注射1.0ml的甲醛溶液，保证饲养箱中甲醛的浓度，剩余一个培养皿注射1.0ml生理盐水。
1.2.2甲醛染毒过程： 本实验过程中使小鼠全天暴露在甲醛环境中，观察小鼠形态特征，制作肝组织切片观察病理情况。（1）实验分组：将40只小鼠随机分为4组，每组10只，分别为对照组，低浓度组（25%）、中浓度组（50%）、高浓度组（75%）三个实验组。每天小鼠自由活动、进食。（2）染毒过程：整个过程均在超净工作台中进行，每天将1.0ml 25%、1.0ml 50%、1.0ml 75%甲醛分别注入低、中、高三个饲养箱的培养皿中，1.0ml 生理盐水注入对照组培养皿中。甲醛挥发后经小鼠呼吸进入组织中。
1.2.3生理、形态观察： 观察小鼠体重、毛发、行为变化及死亡率。
1.2.4肝组织切片制备： 将小鼠脱臼处死，打开腹腔，用解剖剪取出肝脏组织，生理盐水反复冲洗，置于4%甲醛溶液中浸泡2-3天，之后经生理盐水冲洗1h，酒精梯度脱水处理，二甲苯透明后用石蜡包埋，切片取4-6片厚度4-8um蜡带，并进行贴片和烤片，最后经HE染色，在光镜下观察肝组织病变情况。
2实验结果
2.1体重、毛发变化：处理6周后， 三个实验组小鼠体重均有不同程度的下降，高浓度体重下降最为明显；中浓度下降较缓慢；低浓度体重下降不明显；对照组体重上升一段时间后趋于稳定。实验组与对照组比较有明显差异（如图1所示）。
2.2行为变化： 高浓度组自吸入甲醛开始活动减少，毛发失去光泽，多数时间蜷缩在饲养箱中。中浓度组上述特征不明显。低浓度与对照组基本相似，正常饮食，活动频繁，毛发有光泽。
2.3死亡率变化：在每组10只小鼠中，高浓度组处理6周后有6只小鼠死亡，中浓度组有4只死亡，低浓度组仅有1只小鼠死亡，对照组小鼠全部存活。其体重变化以及死亡率变化如图1所示。
2.4肝组织病理改变：甲醛吸入后，肉眼观察，小鼠的肝脏表面变得粗糙，颜色变白，并出现黑色的小点或小斑。随着甲醛浓度的增大，病变加重。光学显镜下观察，对照组小鼠肝脏组织细胞形态正常，无任何病理变化，而其他染毒组小鼠肝脏组织均在不同程度上变得松散（图2）。在低浓度组小鼠的肝组织中，有少数的细胞核裂解，细胞出现微小形变，但Disse间隙明显增多，也出现小范围的病变区域（图2B）；中浓度组的小鼠肝脏组织中，可见Disse间隙增多，大范围的病变区域，肝星状细胞夜明显增多（图2C）；而高浓度组的小鼠肝脏组织变化比中浓度组更剧烈，绝大多数细胞核裂解，细胞明显形变（图2D）。
3讨论
甲醛具有毒性，能对小鼠的行为产生一定的影响，且吸入剂量越大，其毒性效应越明显。水迷宫实验和定位航行实验均表明，气态甲醛可影响小鼠的空间学习记忆能力，使其在实验中错误次数增加，且浓度越高染毒时间越长，其错误次数越多[6， 7]。本实验也说明甲醛高浓度吸入后，对小鼠肝脏的毒性作用也明显增加。随着甲醛吸入浓度的增加，小鼠的体重增加的速度越来越慢，而且小鼠的死亡率也绝对增加。另外，小鼠的食量、饮水量相对于对照组明显减少，并且出现懒惰、少动、群聚、粪便不成形、毛发缺少光泽等现象。 本研究证明，即使低浓度的甲醛吸入也会对小鼠的肝脏产生轻微的毒性作用，引起少数肝细胞形态结构的改变，但不会导致明显的生理病变。肉眼观察，对照组小鼠肝脏颜色正常，富有光泽，皮下脂肪白而亮，无任何病理性变化。而低剂量甲醛吸入对小鼠肝脏的毒性作用不明显，可能是因为肝脏具有解毒作用，而该浓度的甲醛剂量在小鼠肝脏的解毒范围之内，尚未引起显著的毒性效应就被排出体外，故低浓度组与对照组小鼠的肝脏无明显差异。而中浓度组、高浓度组小鼠的肝脏出现了明显的病理变化，肝脏颜色发暗，无光泽，其表面有黑色的小点或小斑。光镜下观察，对照组小鼠肝组织细胞无异常变化。随着甲醛吸入浓度的增高，肝脏病理损伤程度也随之增加，肝星状细胞的数量明显增多，Disse间隙也增多，肝组织变得松散，病变区域也增加。低浓度组小鼠肝脏损伤较轻，与对照组相比，镜下未见明显异常改变。以前有研究表明，高浓度甲醛染毒导致小鼠肝组织细胞浊肿，汇管区慢性炎细胞浸润，肝细胞胞浆疏松化，少数肝细胞有气球样变性，点灶状坏死，大多数肝细胞核裂解，呈现大量病理性核分裂像，细胞变形显著[8]。本实验中，在光镜下可见中、高浓度组小鼠肝细胞病理性核分裂明显，细胞明显变形，与前人研究结果一致。张武全等认为脂质过氧化物的产生可能是甲醛导致肝脏损伤的机制之一，甲醛可能通过脂质过氧化而引起细胞膜和其他膜结构的破坏，导致膜受体、膜免疫功能失常，最终导致肝脏损伤[9]。
综上所述，随着甲醛吸入剂量的增加，甲醛对小鼠的肝脏组织的损伤越严重，小鼠的体重增加速度变慢，小鼠死亡率增加，肝脏组织病理性变化越明显。本实验为进一步研究甲醛对人体组织的病理性伤害提供了一定的实验基础。
参考文献
[1]Jones DP， Thor H， Andersson B， et al. Lotethione peroxidase ，catelase ，and formaldehyde dehydrogenase in reaction relating to N-demethylation by the cytochrome p-450 system[J]. Biol chem， 1978， 253（17）： 6031-6037.
[2]李跃红.甲醛的检测方法进展[J]. 职业与健康，2006， 22（15）：1151-1152.
[3]Kilbum KH. Neurbehavioral important and seizures from formaldehyde [J]. Arch Environ Health，1994， 49： 37-44.
[5]牛常青. 试析甲醛对机体毒害病理及其防范[J]. 2003，21（5）： 40-41.
[7]杨在明， 袭著革， 杨丹凤， 等. 气态甲醛吸入染毒对小鼠水迷宫学习成绩及海马神经递质的影响[J]. 环境与健康杂志， 2006， 23（5）： 402-404.
[8]万勇. 甲醛与苯对雌性小鼠造血系统的遗传毒性及肝脏毒性的研究[D]. 乌鲁木齐，新疆医科大学， 2009.
[9]张武全， 孙少华， 杨 迪. 慢性吸入甲醛对小鼠肝脏的氧化性损伤[J]. 环境与职业医学， 2005， 22（5）： 429.