镉氧化物纳米颗粒经鼻亚慢性暴露诱导大鼠神经毒性及系统效应的实验研究

本研究针对工业排放中镉氧化物纳米颗粒(CdO NPs)的潜在健康风险，通过6周亚慢性鼻内暴露实验，首次系统评估了0.5 mg/mL剂量下雌性大鼠的多层次毒性反应。研究发现CdO NPs可穿透血脑屏障，导致线粒体形态异常（正常型减少29%、囊泡型增加34.3%）、髓鞘损伤（基底节区+37.3%），并伴随探索行为显著减弱（p<0.05）。该研究为职业暴露人群早期神经损伤诊断提供了新型生物标志物（SDH活性下降、铜蓝蛋白降低），发表于药理学权威期刊。

　　

在焊接、冶炼等高温工业场景中，镉氧化物纳米颗粒(CdO NPs)如同隐形杀手般悄然生成。这种直径仅65±16 nm的颗粒（通过激光烧蚀法制备）具有惊人的穿透力，能突破生物屏障直抵中枢神经系统。尽管传统镉化合物的肝肾毒性已被充分认知，但纳米尺度下的特殊毒性机制仍是未解之谜——这正是M. P. Sutunkova团队在《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》发表的研究试图揭示的科学盲区。

研究团队设计了一套严谨的实验体系：选用对金属纳米颗粒更敏感的雌性SD大鼠（n=14/组），通过每周3次、持续6周的鼻内给药（总剂量0.9 mg），模拟职业暴露场景。关键技术包括：1）激光烧蚀-扫描电镜(SEM)表征纳米颗粒；2）STEM模式下的超微结构观察（线粒体分型参照Sun氏五阶段标准）；3）联合 hole-board 测试与求和阈值指数(STI)的行为学分析；4）淋巴细胞琥珀酸脱氢酶(SDH)活性检测。

器官重量变化

暴露组脾脏相对重量显著增加（0.28±0.01 vs 0.22±0.01 g/100g BW，p<0.05），提示纳米颗粒可能通过脾脏代谢途径富集。

血液指标

虽然多数血常规参数无统计学差异，但网织红细胞升高（20.00±1.86‰ vs 14.92±2.01‰）暗示代偿性造血激活。铜蓝蛋白（64.82±4.11 vs 80.61±1.82 mg/%）与SDH活性（459.35±6.17 vs 583.70±6.24颗粒/50细胞）的显著降低（p<0.05），揭示了氧化应激与能量代谢障碍。

神经行为学

第6周时，暴露组大鼠探洞次数（D）与嗅探时间（E）较对照组降低40%，运动总距离（F）减少35%（p<0.05），这种持续性行为障碍与急性应激反应有本质区别。

超微结构证据

嗅球区正常线粒体比例骤降35%，伴随囊泡型激增24.4%（χ²=979.88，p<0.0001）。髓鞘损伤更为触目惊心——基底节区轴突髓鞘病变率达37.3%，电镜下可见典型的层状结构断裂（图9B）。

这项研究开创性地构建了CdO NPs"鼻腔-脑轴"毒性通路：纳米颗粒通过嗅神经转运，诱发线粒体内膜重构（囊泡化）、髓鞘完整性破坏，最终导致行为异常。尽管未直接检测到脑内Cd沉积，但线粒体形态指数（图7）与髓鞘损伤率的区域一致性，强烈暗示纳米颗粒的间接毒性机制。该发现为制定职业暴露限值提供了实验依据，更开创了通过鼻黏膜细胞学（图2）与外周血SDH活性监测早期神经损伤的新思路。正如作者强调的，这些亚临床改变可能是可逆的——这为工业卫生干预赢得了宝贵时间窗。