·论著·

大鼠死后肝、脾、肾电导率与早期死亡时间的关系

郑 哲,翟仙敦,夏志远,赵琳琳,李永林,莫耀南

(河南科技大学法医学院,河南 洛阳 471003)

摘 要:目的测定24 h内不同死亡时间(postmortem interval,PMI)大鼠肝、脾、肾的电导率(electrical conductivity,EC),研究不同器官EC与早期PMI的关系。方法将45只SD大鼠采用颈椎脱臼的方法处死后保存于 25℃的环境中,分别于死后 0、3、6、9、12、15、18、21、24h 取大鼠肝、脾、肾组织,用去离子水制成质量浓度为0.1g/mL的浸渍液,测定不同器官浸渍液的EC值,分别建立不同器官EC值与PMI的回归方程,分析大鼠死后不同器官组织EC值与早期PMI的关系。结果大鼠死后24h内,肝、脾组织EC值与PMI的关系用一次方程拟合较好,其中以肝组织最好,脾组织次之,而肾组织的EC值在24h内变化规律不显著。肝、脾EC与早期PMI呈现出良好的线性关系。结论大鼠死后,肝、脾两种组织的EC值与PMI相关性较好,均可用于早期PMI推断。

关键词:法医病理学;死亡时间;电导率;肝;脾;肾;大鼠

死亡时间(postmortem interval,PMI)推断一直是法医病理学研究的热点与难点问题[1]。应用食品科学成熟理论、研究方法及技术手段来解决法医学实践问题是一种重要的研究思路。电导率(electrical conductivity,EC)作为食品科学中评价肉类新鲜程度和货架期的一种成熟指标,具有快速、准确、经济等特点,已广泛应用于食品卫生领域[2-4]。已有研究结果[5]表明,大鼠骨骼肌EC与晚期PMI显著相关,研究死后不同器官早期EC的变化有利于提高EC对于推断PMI的适用范围。因此,本研究拟通过测定恒温条件下24 h内死后不同时间大鼠肝、脾和肾三种组织的EC值,分析大鼠死后这三种组织的EC值与早期PMI的关系,为推断早期PMI提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组

健康SD大鼠45只(由河南科技大学动物实验中心提供并通过动物伦理委员会批准),雄性,体质量(300±20)g,随机分成 9 组,每组 5 只,适应性饲养2周,以颈椎脱臼的方法处死后保存于25℃左右的室内环境中。

1.2 主要实验仪器

精密电导率仪(FE30,瑞士Mettler Toledo公司),Millipore纯水机(Mili-q,美国 Millipore 公司),电子天平(Discovery,美国 OHAUS 公司),变频空调(KFR-26GW,珠海格力有限公司),24 h动态温度监测仪(RC-5,江苏易控电子科技有限公司)。

1.3 实验方法

分别于死后 0、3、6、9、12、15、18、21、24 h 提取大鼠的肝组织5g、肾组织1g(双肾组织剪碎混匀取1g)、脾的全部组织并准确称量,将三种器官组织置于研钵中用剪刀剪碎、研磨,三种组织分别与去离子水混匀并制成0.1 g/mL的匀浆浸渍液,将浸渍液进行过滤,用精密电导率仪测量各器官滤液EC值并记录(温度补偿系数为2%)。

1.4 统计学分析

应用SPSS 13.0进行统计学分析。每组实验测得的数据以±s表示。对不同组织不同时间点之间EC值的变化作重复测量方差分析。以PMI为自变量(x),大鼠肝、脾、肾组织浸渍液EC值为应变量(y),分别建立不同组织EC值与PMI的一次、二次及三次回归方程,以校准R2最高者为最佳拟合方程。检验水准α=0.05。

2 结 果

从表 1可知:0 h时,脾、肾组织 EC值均在1300μS/cm左右,大于肝的1075.40μS/cm。虽然肝、脾组织EC值于0 h的差值达300 μS/cm左右,但在24 h内 EC值整体增幅相当,均为400 μS/cm,较为稳定。

重复测量方差分析(表1)显示,肝、脾组织各时间点的EC值差异有统计学意义(P<0.05),肾组织的EC 值差异无统计学意义(P>0.05)。

建立肝、脾组织 EC 值(y)与 PMI(x)的回归方程,其中一次回归方程校准R2值最高,曲线拟合度最好:

表1 肝、脾、肾组织的EC值 (n=5,±s,μS/cm)

注:1)组间重复测量方差分析,P<0.05

组别 肝组织1)脾组织1)肾组织0h 1075.40±48.72 1329.00±38.75 1341.80±73.02 3h 1065.00±35.64 1395.40±38.62 1296.00±98.71 6h 1179.40±37.48 1466.00±37.84 1297.60±111.47 9h 1212.60±32.39 1487.60±54.13 1292.20±50.19 12h 1242.60±27.96 1577.20±42.03 1318.40±80.85 15h 1290.60±33.55 1623.20±47.52 1409.40±84.01 18h 1357.20±63.57 1617.40±91.90 1426.20±94.31 21h 1388.80±8.41 1651.60±93.45 1421.60±106.25 24h 1459.80±29.90 1729.60±70.57 1460.20±70.37

3 讨 论

测定EC值高低来判断肉类新鲜度,因其简单快捷,已广泛用于食品科学对大批量肉制品的检测[6-8]。其基本原理是,随着时间推移,在酶和微生物作用下肉类组成成分发生分解,低分子物质增多,EC值呈现增大趋势。尸体死后变化基于同理,在腐败细菌和微生物的共同作用下,组成细胞的蛋白质、核酸、脂类及糖类等高分子化合物或复合物降解成低分子物质[9],因而EC值随之增加。

根据电化学知识,溶液温度与电解质溶液的EC值呈正相关,溶液温度每增加1℃,其EC值增加1.5%~5%[10]。本课题组前期实验结果[5]表明,其组织浸渍液的EC值与溶液温度呈正相关,溶液温度每增加1℃,EC增加幅度近似为2%。因此,本研究将EC的温度补偿系数设置为2%,电导率仪自动将不同溶液温度下测得的EC按照2%的补偿系数补偿至25℃下的标准EC值。

郑哲等[11]对大鼠死后脑、肺、骨骼肌等组织的EC值随PMI的变化规律进行研究,发现大鼠死后1d内,脑和骨骼肌的EC在死后早期(24 h以内)并无明显变化,而肺组织EC虽略有增长,但其离散度较大,可能原因为肺与外界相通,影响因素较多,导致其结果不稳定。因此,本研究选取大鼠肝、脾、肾三种腹腔实质性器官,三种器官离肠道组织较近且其降解速率可能较其他组织(如脑、肺、骨骼肌、心脏等)快[12]。本研究结果显示,大鼠死后24h内,肝、脾组织EC值与早期PMI相关性较好(P<0.05),但两者亦有不同,肝组织EC值随PMI的延长首先出现短暂的平台期,而后快速上升,而脾组织EC值随PMI的延长持续增大,与此两者相比,肾组织EC值的变化差异并无统计学意义(P>0.05)。三种器官中以肝组织EC值与PMI的曲线拟合关系最好(校准R2=0.97),可以作为EC值推断早期PMI的理想选择。但在大鼠死后3h内,肝组织EC值变化不显著,处于平台期。而脾组织EC值在3 h内稳定快速上升,其原因可能为脾体积较小,解剖位置距离肠道较近,而红细胞又是发生自溶最快的细胞,因此其器官整体降解的速度较其他实质器官快[13-14]。 大鼠死后6~24h,肝、脾组织EC值随PMI的增加开始逐渐上升,其中肝组织EC值上升的幅度较脾稳定。对肾组织来说,大鼠死后24h内出现先下降后上升的趋势,但其EC值的整体数值变化不大(P>0.05),这可能与肾外表包裹的被膜厚度大于肝、脾组织有关,导致其组织在死后早期降解较慢。从整体来看,脾、肾组织EC的初始值相近,均大于肝组织初始EC值,这可能与不同器官的结构致密程度、含水量、功能等有关,虽然肝、脾组织初始EC值相差较大,但在24h内EC增幅相当,均为400μS/cm左右,说明大鼠死后早期肝、脾组织的降解速率相近,且产生的导电离子总数相当。综上可知,大鼠死后24h内,肝、脾组织EC值均可用来推断PMI,以肝组织为佳,脾组织次之。

在实际的法医工作中,尸温仍然是推断PMI中应用最广泛、最可靠的方法,尤其是死亡时间在12h以内的尸体。但一直以来该方法受外界影响较大,尤其是高温天气,尸体温度下降缓慢,其推断的结果会有较大的误差。器官电导率在高温腐败的环境条件下可以敏感地检测到尸体组织大分子的降解,且24 h内均有显著的变化,这对早期PMI推断的技术方法是一种补充。本研究在25℃下对大鼠死后24h内不同时间间隔肝、脾、肾EC规律的研究,展现出器官EC值在推断早期PMI方面的良好前景,但不同的环境温度以及不同的时限,尸体器官的EC值都可能展现出不同的变化规律,尤其是低温环境下尸体组织的降解速率减缓,而尸温下降较快。因此,在不同的环境温度下,联合肝、脾等组织EC值与尸温的变化规律共同推断早期PMI值得进一步研究。

参考文献:

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Relationship between Early Postmortem Interval and Electrical Conductivity of Rat Liver,Spleen and Kidney after Death in Rats

ZHENG Zhe,ZHAI Xian-dun,XIA Zhi-yuan,ZHAO Lin-lin,LI Yong-lin,MO Yao-nan
(School of Forensic Medicine,Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,Henan Province,China)

Abstract:ObjectiveTo determine the electrical conductivity (EC) of the liver,spleen and kidney of rats at different postmortem intervals (PMIs) within 24 hours for investigating the relationship between EC of different organs and early PMI.MethodsTotally 45 SD rats were sacrificed by cervical dislocation and kept at a constant temperature of 25℃.Tissues were taken from the liver,spleen,and kidney of rats at 0,3,6,9,12,15,18,21 and 24h.Impregnating solution with a mass concentration 0.1g/mL was prepared using deionized water.The EC value of impregnating solution with different organs was separately determined.The regression equations of EC and PMI for different organs were established,respectively.The relationship between EC of different organs and early PMI was analysed in deceased rats.ResultsThe relationship between PMI and EC of the liver and spleen was well fitted with the linear equation.The liver showed the best fitting degree followed by the spleen,while the EC of the kidney showed no significant changes within 24h.There was a good linear relationship between early PMI and the EC of the liver and spleen.ConclusionA good linear relationship between early PMI and the EC of the liver and spleen can be found in rats after death,which can be used for the early PMI estimation.

Keywords:forensic pathology;postmortem interval;electrical conductivity;liver;spleen;kidney;rats

通信作者莫耀南,男,教授,硕士研究生导师,主要从事法医病理学和法医临床学研究;E-mail:forensic@haust.edu.cn

作者简介:郑哲(1991—),男,硕士研究生,主要从事法医病理学研究;E-mail:417071857@qq.com

文章编号:1004-5619(2018)05-0492-03

doi:10.12116/j.issn.1004-5619.2018.05.007

文献标志码:A

中图分类号:DF795.1

收稿日期:2017-02-11)

(本文编辑:张建华)