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目的:初步探讨纳米碳酸钙对大鼠肺组织的毒性作用及可能的作用机制。方法:1.动物实验:将40只健康雄性Wistar大鼠按体重随机分为5组,即纳米碳酸钙组(0.8、4、20mg/ml)、微米碳酸钙对照组(20mg/ml)和阴性对照组,每组8只。采用气管注入法染毒,每周一次,染毒五周。最后一次染毒24h后,处死动物,支气管肺泡灌洗法收集灌洗液,测定白蛋白、LDH、AKP、ACP活力;大鼠肺组织匀浆测定TP、SOD、MDA和羟脯氨酸含量;常规HE染色观察肺组织的病理形态学变化;彗星实验对外周血淋巴细胞DNA损伤进行分析。2.体外实验:NR8383细胞暴露于纳米碳酸钙(6.25、12.5、25、50、100、200μg/ml)、微米碳酸钙(200μg/ml)和PBS对照组24h后,光学显微镜观察细胞的形态学变化;MTT法检测细胞存活率;中性红吞噬实验观察染毒后巨噬细胞的吞噬能力;测定染毒后细胞上清液中TP、LDH、NO、TNF-α和细胞内GSH、SOD和MDA的变化情况,分析纳米碳酸钙的细胞毒性和氧化损伤作用;用流式细胞仪检测NR8383细胞的凋亡率;透射电镜观察染毒后细胞的超微结构变化。结果:1.动物实验:纳米碳酸钙染毒5w后,肺泡灌洗液中白蛋白含量、LDH和ACP的活性随着染毒剂量升高而升高,差异具有统计学意义(P<0.05);AKP活性随染毒剂量升高呈上升趋势,但差异无统计学意义;肺组织匀浆中SOD含量随染毒剂量升高而下降、MDA和羟脯氨酸含量随染毒剂量升高而升高,但差异均无统计学意义。病理组织学检查显示纳米碳酸钙染毒组大鼠肺泡塌陷,肺泡间隔细胞增生,血管壁增厚明显,气管扩张,淋巴细胞、中性粒细胞浸润,间质纤维细胞增生。染毒5w后,纳米碳酸钙中、高剂量组外周血淋巴细胞DNA的迁移率均明显高于阴性对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。2.体外实验:大鼠肺泡巨噬细胞NR8383在染毒24h后细胞形态发生改变,且随着染毒剂量的升高,细胞存活率下降。各染毒组细胞上清液中TP、LDH、NO、TNF-α的含量随着染毒剂量的升高而增加,细胞内GSH、SOD的含量随染毒剂量升高呈降低趋势,但MDA含量呈上升趋势,且差异有统计学意义(P<0.05)。染毒24h后,各染毒组细胞凋亡率与对照组比有所升高,但差异无统计学意义。电镜观察染毒组细胞出现线粒体肿胀,嵴紊乱,染色体固缩等一系列变化。结论:1.纳米碳酸钙染毒5w后,可导致大鼠肺泡灌洗液中白蛋白、LDH、ACP含量升高,表明纳米碳酸钙能够引起肺组织的炎症反应,从而造成对肺实质和膜性组织的损伤。大鼠肺组织出现了充血水肿、炎症细胞浸润等急性炎症反应,且同剂量纳米碳酸钙组损伤更严重。2.染毒5w后,4mg/ml、20mg/ml纳米碳酸钙可造成大鼠外周血淋巴细胞DNA的损伤。3.NR8383细胞暴露于纳米碳酸钙24h后,存活率下降,细胞膜通透性增加,细胞抗氧化和吞噬能力下降,细胞超微结构发生改变。4.同剂量纳米级碳酸钙比微米级对NR8383细胞毒性严重。