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[目的]本研究分别对动物实验和溺死案件样本中的硅藻大小进行统计学分析,探究消化道屏障和呼吸道屏障对进入体循环硅藻大小的影响,旨在为溺死诊断硅藻检验标准的建立提供参考依据。[方法]1.菱形藻、冠盘藻、圆筛藻(小)、圆筛藻(大)(中国科学院淡水藻种库提供)四种标准化硅藻液,根据浓度大小进行比例混合,制备成500ml的标准化硅藻混合液,使硅藻混合液中的四种硅藻浓度相同。2.消化道屏障:(1)空白组:新西兰大白兔10只,立即处死,每只实验兔分别取肺脏组织3份(每份约2g),肝脏组织3份(每份约3g),肾脏组织3份(每份约3g),脾脏组织1份(约1g),心血1份(约2g),胃内容物1份(约0.05g)。(2)处理组:新西兰大白兔29只,将标准化硅藻混合液灌入实验兔胃内,24h后处死,每只实验兔分别取肺脏组织3份(每份约2g),肝脏组织3份(每份约3g),肾脏组织3份(每份约3g),脾脏组织1份(约1g),心血1份(约2g),胃内容物1份(约0.05g)。(3)使用微波消解-真空抽滤-自动化扫描电镜法检测空白组和处理组样本中所含菱形藻、冠盘藻、圆筛藻(小)和圆筛藻(大)的硅藻数量、硅藻大小并记录所有硅藻种类(分类到属)。3.呼吸道屏障:(1)100例明确溺死案例,每个例案件分别取肺脏组织1份(约2g),肝脏组织3份(每份约3g),肾脏组织3份(每份约3g)和水样1份(约10-50ml)。(2)使用微波消解-真空抽滤-自动化扫描电镜法检测溺死案件样本中的所有硅藻数量、硅藻大小以及硅藻种类。所有数据采用SPSS24.0统计学软件进行统计学分析。[结果]1.消化道屏障(空白组和处理组)1.1硅藻种类:空白组中,共检测出44个硅藻,其中菱形藻检出12个,占27.3%,未检出冠盘藻、圆筛藻(小)、圆筛藻(大)。处理组中,在肺脏组织、肝脏组织、肾脏组织、脾脏组织和心血中均检出菱形藻、冠盘藻,圆筛藻仅在肺脏组织和心血中检出。1.2硅藻检出率:空白组检出菱形藻实验兔4/10,处理组检出菱形藻、冠盘藻、圆筛藻(小)和圆筛藻(大)实验兔22/29。两组差异有统计学意义(P=0.048<0.05),可认为空白组与处理组的检出率不同,处理组检出率较高。1.3硅藻数量:空白组中,肺脏组织中硅藻数量为1.20±2.05个/10g,肝脏组织中硅藻数量为1.05±3.31个/10g,肾脏组织中硅藻数量为0.43±0.91个/10g,心血中硅藻数量为3.21±10.14个/10g。处理组中,肺脏组织中硅藻数量为2.63±4.74个/10g,肝脏组织中硅藻数量为0.22±0.64个/10g,肾脏组织中硅藻数量为0.35±0.93个/10g,脾脏组织中硅藻数量为0.95±3.69个/10g,心血中硅藻数量为0.71±2.11个/10g,胃内容物中硅藻数量为66.93±103.34个/10g。1.4硅藻长度:空白组中,肺脏组织中硅藻长度为18.16±8.95um,肝脏组织中硅藻长度为11.93±2.04um,肾脏组织中硅藻长度为23.21±2.51um。处理组中,肺脏组织中硅藻长度为47.70±54.72um,肝脏组织中硅藻长度为12.39±3.17um,肾脏组织中硅藻长度为15.05±5.38um,脾脏组织中硅藻长度为8.43±2.35um,心血中硅藻长度为43.89±58.98um,胃内容物中硅藻长度为25.00±13.81um。1.5硅藻宽度:空白组中,肺脏组织中硅藻宽度为3.80±1.12um,肝脏组织中硅藻宽度为2.71±0.32um,肾脏组织中硅藻宽度为4.01±0.31um。处理组中,肺脏组织中硅藻宽度为45.60±56.17um,肝脏组织中硅藻宽度为5.95±5.93um,肾脏组织中硅藻宽度为5.43±3.60um,脾脏组织中硅藻宽度为3.68±1.85um,心血中硅藻宽度为40.88±61.64um,胃内容物中硅藻宽度最为25.00±13.81um。1.6硅藻大小分布:肺脏组织、肝脏组织、肾脏组织、脾脏组织和心血中75%的硅藻最大长度小于40um,胃内容物中75%的硅藻最大长度小于30um。肺脏组织、肝脏组织、肾脏组织、脾脏组织和心血中75%的硅藻最大宽度小于40um,胃内容物中75%的硅藻最大宽度小于30um。组织器官(肺脏组织、肝脏组织、肾脏组织、脾脏组织和心血)与胃内容物中的硅藻长度无统计学差异(P=0.101>0.05),组织器官(肺脏组织、肝脏组织、肾脏组织、脾脏组织和心血)与胃内容物中的硅藻宽度无统计学差异(P=0.053>0.05),可认为消化道屏障对进入的标准化硅藻长度和宽度无选择性。2.呼吸道屏障2.1硅藻数量:肝脏组织硅藻数量为17.01±31.48个/10g,肾脏组织硅藻数量为15.12±20.42个/10g,肺脏组织硅藻数量为103 688.16±251 457.30 个/10g,水样硅藻数量为10 488.39±15 449.16个/10g。肺脏组织中硅藻数量最多,大约为水样中硅藻数量的10倍。肝脏组织、肾脏组织中的硅藻数量约为16个/10g,远低于肺脏组织和水样中的硅藻数量。2.2硅藻长度:肝脏组织硅藻长度为17.39±10.00um,肾脏组织硅藻长度为16.75±11.26um,肺脏组织硅藻长度为19.49±17.21um,水样硅藻长度为22.20±21.93um。水样中硅藻长度最长。肺脏组织和水样中的硅藻长度比肝脏组织和肾脏组织中的硅藻长度长且具有统计学差异。肝脏组织和肾脏组织中的硅藻长度无统计学差异。2.3硅藻宽度:肝脏组织硅藻宽度为6.06±4.43um,肾脏组织硅藻宽度为5.82±4.11um,肺脏组织硅藻宽度为7.76±5.45um,水样硅藻宽度为7.30±5.63um。肺脏组织中硅藻宽度最大。肺脏组织和水样中的硅藻宽度比肝脏组织和肾脏组织中的硅藻宽度大且具有统计学差异。肝脏组织和肾脏组织中的硅藻宽度无统计学差异。2.4硅藻大小分布:硅藻长度大小分布范围比硅藻宽度更广,硅藻宽度大小分布更集中。超过90%的硅藻最大长度小于50um,超过45%的硅藻最大长度小于15um。90%以上的硅藻最大宽度小于15um,75%以上的硅藻最大宽度小于10um。2.5硅藻种类分布:远端组织器官(肝脏组织和肾脏组织)中的中心纲的比例是31%,而羽纹纲的比例是69%;肺脏组织和水样中中心纲的比例分别为55%和54%,而羽纹纲的比例分别为45%和46%。远端组织器官中羽纹纲的比例高于肺脏组织和水样中的羽纹纲比例且具有统计学差异。数量最多的前三名的羽纹纲种类是舟形藻,菱形藻和桥弯藻。[结论](1)硅藻能够能通过消化道屏障进入体内组织器官,且消化道屏障对进入的硅藻长度和宽度无选择性。(2)溺死时,肝脏组织、肾脏组织中的硅藻大小(长度和宽度)比肺脏组织和水样中硅藻大小要小,说明呼吸道屏障对硅藻大小具有选择性。(3)溺死时,羽纹纲更容易通过肺泡-毛细血管屏障进入肝脏组织和肾脏组织。(4)我们研究的结果为硅藻通过呼吸道屏障(肺泡-毛细血管屏障)进入组织器官理论提供了科学依据。