研究背景铜广泛存在于土壤、水中,海洋和陆地的动植物体内都含有丰富的铜,并且金属铜被广泛的应用于各行各业,铜化合物还是重要的杀菌、消毒的化学物质。随着科学技术的发展,人们对铜的使用增多,环境中更多铜尘或铜烟的产生、铜在农业杀虫剂中更多的使用和医药中铜化合物的使用等都会造成人们在环境中铜暴露的增加,人们对铜的摄入量也明显增加。铜是人体内多种酶的重要组成成份,体内铜水平异常可能与血脂异常,脂代谢紊乱,脂质过氧化程度发生改变及内皮功能损伤等有重要的相关性,而这些因素均可直接或间接的造成动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)的发生与发展。环境中潜在化学物质的危险度评价(Risk Assessment,RA)是保护环境及人体健康的重要环节,铜作为人们生产生活环境中的存在的一种重要金属元素及人体内一种必需的微量元素,应依据环境中化学物质危险度评价的理论对铜暴露水平所可能产生的健康效应进行评价。对于铜摄入量可能造成的AS的发生、发展的危险性进行研究是环境中铜的危险度评价中一项重要内容。目前大量的研究结果仅是关于病例对照及描述性研究资料,多是在疾病发生后研究体内铜的水平,而在铜与AS的发病机制之间的相关性研究则极为有限;大多流行病学资料及关于铜对AS影响的相关实验研究处于定性阶段,只能初步进行铜引发AS的危害认定阶段工作,尚缺乏系统的定量研究结果,在铜引发AS的关键效应的定量评价及剂量-反应关系评价中缺乏科学的数据资料。通过动物实验获得相关数据是危险度评价中剂量-反应数据收集与选用的一个重要方面,也是评定人群剂量-反应关系的一个重要基础。研究目的本研究拟以大鼠为研究对象,利用动物实验对铜摄入对AS的影响进行定量研究。筛选出对于大鼠铜摄入量敏感的评价指标。从临床血脂指标入手,分别从脂质过氧化、脂蛋白代谢及血管内皮损伤不同环节,研究铜摄入水平与导致AS的各相关因素之间的关系,为铜引发AS的危险度评价的剂量-反应关系研究提供数据基础,提出不会引发AS的铜摄入水平的安全范围,研究方法本研究选用大鼠进行动物实验,通过分别喂饲大鼠缺铜饲料及灌胃给予不同剂量葡萄糖酸铜的方式控制大鼠铜的摄入量。大鼠受试90天后,采血、取肝脏及颈动脉、股动脉,测定血中与动脉粥样硬化相关的各指标,并做大鼠组织病理切片,观察是否有动脉粥样硬化病理症状出现。以铜蓝蛋白(Ceruloplasmin,CP)为评价大鼠铜摄入量的指标,分析大鼠体内铜水平与动脉粥样硬化相关各指标之间的关系。应用基准剂量法(BMD)对AS的重要危险因子ox-LDL及敏感效应指标HCY进行计算,判定未引发动脉粥样硬化的CP活力的范围。研究结果1.大鼠血中铜蓝蛋白(CP)活力水平与铜摄入量呈对数相关(y=5.192ln(x)+30.276,R~2=0.9845,p＜0.05)。2.大鼠血中CP活力水平低于15.912U/L时,血管内皮细胞损伤相关因子被激活,脂质过氧化程度增强,血脂中TG及LDL升高、HDL降低,有极强的诱发AS的危险性。3.大鼠血中CP活力水平高于44.022U/L时,可促使ox-LDL生成量增多,大鼠血中AS起始环节启动、造成血管内皮细胞损伤,可能促使AS形成,HCY、CRP此时已可以对AS做出强烈预警。4.大鼠血中CP活力水平在15.912～20.442U/L范围时,血中TG水平会出现升高,未见其它指标明显变化;大鼠血中CP活力水平在37.569～44.022U/L范围时,不会引发AS形成,但ox-LDL增多,可能会加剧AS大鼠的AS发展程度。5.大鼠血中CP活力水平在20.442～37.569U/L范围时,AS形成过程中各相关因素均未出现有害变化,为不会引会AS的安全范围。6.以ox-LDL及HCY为观察终点,用基准剂量法计算,大鼠血中CP活力保持在25.2259～30.2523U/L时不会引发AS。研究结论1.大鼠血中铜蓝蛋白(CP)活力与铜摄入量呈现明显相关性,是评价大鼠铜摄入量的敏感指标;2.在本实验设计条件下,大鼠铜摄入量在0.175～4.015U/L时,其血中CP活力水平在20.442-37.569 U/L范围内,各AS相关指标均未出现有害变化;3.以ox-LDL及HCY为观察终点,用基准剂量法计算,大鼠血中CP活力保持在25.2259～30.2523U/L时不会引发AS;4.同型半胱氨酸(HCY)在引发AS的相关因素开始活跃早期即可做出预警,是更为敏感的AS危险性的指示指标。