氟砷染毒对大鼠子代脂质过氧化及微量元素的影响.pdf

1 1 6新R医科大学学报J O UR N AL O F X I N J I A N G ME D I C A L UN I V E R S I T Y 2 0 0 4 A p r . , 2 7 ( 2 ) 氟砷染毒对大鼠子代脂质过氧化及微量元素的影响 张晨， 争 ， 刘继文， 凌冰， 宋旭红 ( 新疆医科大学公共卫生学院， 新疆乌鲁木齐8 3 0 0 5 4 ) 摘要;4的: 研究探讨氟砷共存对大鼠子代健康的影响 分法， 采用两代一窝繁殖实验的 方法， 测定W i s 2 2 r 大鼠 暴露于氟砷后其子代血液中 脂质过氧化水平和抗氧化能力以及微量元素含量。 结果: S O D和 G S H - P x 活性随 着暴露剂量的增加而降低， 而L P O含量却逐渐增加。血清铜( C u ) , 锌( Z n ) , 硒( S e ) 和锰( Mn ) 浓度随着氟砷剂量的 增加而降低。赔击 : 氟砷染毒可引起大鼠子代的氧化性损伤， 并对血清微量元素有一定的影响 关键词: 氮砷联合作用. 子代: 脂质过氧化; 微量元素 中图分类号: R - 3 3 2文献标识码: A文章编号 1 0 0 9 - 5 5 5 1 ( 2 0 0 4 ) 0 2 - 0 1 1 6 - 0 3 E f f e c t s o f f l u o r i d e - a r s e n i c e x p o s u r e o n t h e l i p i d p e r o x i d a t i o n a n d m i c r o e l e me n t s o f t h e r a t s ' o f f s p r i n g Z H A N G C h e n ; L I U J i - w e n ; L i n g B i n g ; e t a l o f P u b l i c He a l t h , X i n j i a n g Me d i c a l U n i v e r s i t y , U r u m q i 8 3 0 0 5 4 , C h i n a ) A b s t r a c t ; O b j e c t i v e : T o r e s e a r c h t h e e f f e c t s o f t h e f l u o r i d e - a r s e n i c e x p o s u r e o n t h e r a t s ' o f f s p r i n g . Me t h o d s : T h e l e v e l s o f l i p i d p e r o x i d a t i o n a n d t h e a b i l i t i e s o f a n t i o x i d a t i o n a n d t h e m i c r o e l e m e n t s i n t h e b l o o d w e r e d e t e r m i n e d w i t h t h e m e t h o d o f t w o g e n e r a t i o n - o n e n e s t r e p r o d u c t i v e t e s t . R e s u l t s : T h e a c t i v i t i e s o f s u p e r o x i d e d i s m u t a s e ( S O D) a n d g l u t a t h i o n e p e r o x i d a s e ( G S H - P x )i n t h e b l o o d w e r e d e c r e a s e d , b u t t h e c o n c e n t r a t i o n o f l i p i d p e r o x i d e s ( L P O) w a s i n c r e a s e d w h e n i n c r e a s e d o f e x p o s e d d o s e . T h e c o n t e n t s o f c u p p e r ( C u ) , z i n c ( Z n ) , s e l e n i u m ( S e ) a n d ma n g a n e s e ( Mn ) i n t h e s e r u m w e r e d e c r e a s e d w h e n i n c r e a s e d o f e x p o s e d d o s e s . C o n c l u s i o n : F l u o r i d e - a r s e n i c e x p o s u r e c a n c a u s e t h e o x i d a t i v e d a ma g e a n d a f f e c t t h e l e v e l s o f m i c r o e l e m e n t s i n s e r u m o f t h e r a t s ' o f f s p r i n g K e y w o r d s : f l u o r i d e - a r s e n i c e x p o s u r e ; o f f s p r i n g ; l i p i d p e r o x i d a t i o n ; m i c r o e l e me n t s 有关氟砷的毒作用已有一些研究报道， 但其致 病机理尚不清楚。以往的研究基本是针对接触者本 身， 而对子代影响的研究较少见。 氟砷的毒作用机制 复杂且毒作用广泛， 随着自由基理论和抗氧化物研 究的日趋深人， 其理论已渗透到医学界的各个领 域川。自由基引发的脂质过氧化损伤是一个新兴的 致病机制， 同时也可能是毒物毒作用的起始反应， 而 体内抗氧化酶的活性与微量元素的含量有直接的关 系。所以本研究试图通过对氟砷染毒大鼠的子代血 液中脂质过氧化水平和微量元素含量的测定， 探讨 氟砷共存对大鼠子代的影响及其作用规律 l 材料与方法 1 . 1 试验动物与分组试验动物选用一级Wi s t a r 大鼠( 由新疆地方病防治研究所实验动物中心提 供) , 8 -9 周龄。 其中雌性1 0 4 只， 体重1 2 0- 1 5 0 g , 雄性5 2 只， 体重1 4 0 - 2 0 0 g 。 采用抽签法随机分为4 组， 每组动物数相等 1 . 2 受试物及染毒方式受试物为氟化钠( N a F ) 和三氧化二砷( A s 必, ) ， 均为分析纯。 染毒方式为喂 饲法， 即把N a F和A s , O , 配成不同浓度的水溶液让 大鼠自由饮用。 1 . 2 . 3 染毒剂量染毒剂量根据受试物的I ' l ) , 确 定。 高剂量组约为1 / 1 0 L D , , ( N a F为2 0 m g / k g . d , 八 。 2 ( ) 。 为1 0 m g / k g . d ) 。 各剂量组染毒浓度为: 高剂 量组: 染毒液中含N a F 1 5 0 m g / 1 ， 含A s , O , 7 5 mg;/ 1 ; 中剂量组 染毒液中含N a F 3 0 m 妇工 ， 含八 s , 0 . 1 5 A t. 金项日: 国家自然科学1- t 金资助项L 作者简介 张晨( 1 9 5 9 一) ， 男， 教授 博 ( 编 14 1 ( 3 9 岛 6 0 日 7 5 ) ， 研究方向: 生殖发育毒理 万方数据 新 低剂量组: 染毒液中含N a F 6 m g / ' I ， 含八 。 2 0 , 3 m g / 1 ; 对照组 用蒸馏水 1 . 3 试验方法及观察指标按两代一窝繁殖法进 行C a l在F ， 代出生后第5 周， 每个剂量组中随机抽取 1 0 只仔鼠， 摘眼球取血， 肝素抗凝 检测指标为超氧 化物歧化酶( S O D) ， 谷胧甘肤过氧化物酶( G S H P x ) . 脂质过氧化物( L P O ) ， 运用等离子发射光谱仪 MT- 1 0 0 0 ) 测定微量元素。 F : 代出生后第5 周用与 F ; 代相同的方法采集血液， 观察指标与F ， 代相同 F : 代用蒸馏水喂养8 周后( F 了 ) 采集血液， 进行相应 指标测试 2 结果与分析 2 . 1 R B C中的S O D F : 代和F : 代的S O D活性随 染毒剂量的增加而逐渐下降， 经 F检验， 差异有统 计学意义 ( P 0 . 0 S ) U . 0 5 c 1 . OL 2 . -4 血清C u 水平经方差分析， 血清铜含量在F 代差异有统计学意义 ( P 0 . 0 弓 ) ， 00 5 0 . 0 5 0 . 0 5 0 . 0 5 0.a5 2 . 6 血清S e 水平各代血清S e 水平随染毒剂量的 增加而降低， 经检验, F ; 代和F : 代各剂量组间差异 均有统计学意义 P 0 0 5 n= 1 0) I “. 05 ( I l g / m l , x 士5 , F， F f寸 P值 5 8 . 1 5 土 5 . 7 1 _ 0 . 0 5 对照组 低剂量组 中剂魔组 高剂且组 0 . 3 6 士0 . 1 1 0 . 2 9 士0 . 0 7 U . 2 2 士0 . 0 7 n . 1 9 十 c . 0 x “ 0 . 3 6 士0 . 1 2 0 . 2 1 二0 . 0 7 2 . 3 血浆中的I ' M I , P O含量均表现出随染毒剂 量的增加而有逐渐增加的趋势， 经 F检验， 差异有 统计学意义 ( 尸0 . c 5 )。 日 几 卜臼 臼 凡 2 . 7 血清Mn水平血清锰有随染毒剂量增加而 减少的趋势， 经检验， F 、 代和F : 代各剂量组之间差 异有统计学意义( 尸0 . 0 5 ( 0 01 3 讨论 氟、 砷进人机体后可产生不同类型的自由基， 从 而使体内脂质过氧化作用增强本研究结果表明， S O D和G S H - P x 活性随染毒剂量的增加逐渐降低; 而脱毒8 周后， 各剂量组S O D和G S H - P x活性明显 增加 同剂量组不同代之间比较， 均表现出在高剂量 组F 厂 的酶活性显著高于F , 和F , ， 这说明脱毒后酶的 活性基本恢复正常。 Wi l d e 等( 9 的研究证实， 高剂量 的氟对S O D有显著的抑制作用。 L P O反映机体脂质 过氧化的水平 本研究表明， 随染毒剂量的增加I _ P O 含量随之增加， 脱毒8 周后， L P O含量显著降低。 表 明母体接触过量的氟砷可使子代脂质过氧化水平明 显增高。 本实验表明， 氟砷染毒对大鼠子代血清中微量 · 元素有一定的影响。 结果显示: 血清C u , Z n , S e , M n 浓度均表现出随染毒剂量增加而降低的趋势， 以高 剂量组最为明显， 脱毒8 周后这些元素均有不同程 度的恢复， 这说明氟砷是导致这些元素降低的原因 之一。 C u是许多酶系统重要的组成元素， 是细胞色素 氧化酶的必要成分， 而细胞色素氧化酶对毒物的代 谢解毒起着重要的作用 s , 6 。本实验结果表明， 高剂 量组的C 。 水平显著低于对照组， 脱毒后血清C u有 所升高。 氟砷可通过降低机体内的C u 而使酶活性降 低， 进而影响其相应的代谢解毒 Z n是机体的必需微量元素之一 参与许多酶的 合成由于Z n 与许多酶、 核酸和蛋白质的合成密切 相关. 所以与幼年动物的生长发育有关， 锌的缺乏会 造成生长发育迟缓困。 本实验结果表明， 随染毒剂量 的增加血清Z n 水平逐渐降低， 以高剂量组降低最为 显著， 脱毒后血清Z n显著升高。从而证明氟砷可使 血清Z n降低. 这与刘开泰等 7 l 的研究结果相一致。 S e 是G S H - P x的必需成分， S e 最重要的特性是 抗氧化和清除体内的自由基 -7 。 动物试验还表明S e 可以拮抗砷的毒性作用因此. 体内S 。 的缺乏会导 致机体清除自由基和抗脂质过氧化的能力降低本 研究表明， 各染毒组的大鼠子代血清S e 水平显著降 低， 以高剂量组最为显著， 与G S H - P x的变化是一致 的。 这充分说明氟砷染毒可导致大鼠子代血清S e 水 平一 降， 进而使机体抗氧化能力和清除自由基的能 力降低， 这可能是氟砷对子代造成不良影响的毒作 用机制之一 Mn 是S O D的激活剂。 动物实验表明， Mn缺乏 可引起骨骼发育不 良、 运动失调、 生殖能力降低及糖 和脂质代谢紊乱川 本实验结果表明， 大鼠子代血清 Mn随染毒剂量的增加而逐渐降低， 在高剂量组仅 相当于对照组的1 / 2 ， 停止染毒后血清Mn显著升 高， 这与S O D的变化是相一致的， 说明Mn的降低是 造成S O D活性降低的直接原因。 以上结果说明， 亲代大鼠暴露于氟砷后， 对子代 血液的脂质过氧化水平和抗氧化能力有直接的影 响， 但这种变化是可逆的。 脂质过氧化水平的增高可 能是脏器产生病理学变化的原因之一。 因此， 监测机 体脂质过氧化的水平可以预测氟砷对子代可能造成 危害， 同时对探讨氟砷对子代健康影响的机制有一 定的理论价值。大鼠接触氟砷后其子代体内微量元 素发生了显著的改变， 这些改变对仔鼠的牛长发育 以及生殖功能都会造成不良影响， 同时也提示， 适量 补充C u , Z n , S e , Mn 可减轻氟砷对子代的危害。 在我 国计划生育这一基本国策已步人法制化管理的时 期， 此项研究对于保证下一代的健康成有一定的现 实意义。 参考文献: 1 张晨 王国荃， 李秀.自由基和抗氧化物与疾病 J .卫生毒理 学杂志， 1 9 9 6 , 1 0 ( 4 ) : 2 5 4 - 2 5 6 z 刘筑谷， 卫生毒理学基础 M . 第2 版. 北京: 人民卫生出版社， 1 9 9 4 . 1 4 1 - 1 4 2 . 3 Wi l d e L G, Y u M. E f f e c t o f f l u o r id e - s o p . . . . id , a c t i v i t y i n g e r m m a t i n g m o n g b e a n s e e d l i n g s ) . F l u o r i d e , 1 9 9 8 , 3 1 ( 2 ) , 8 1 - 8 8 4 二 赵家政 徐挑_ 分析电子显微实用手册 M二 . 银川 宁夏人民教 育出版社， 1 9 9 6 . 1 5 5 . 5 顾天爵 生物化学仁 M . 第3 版. 北京 人民卫生出版社， 1 9 9 2 3 1 4 - 3 2 . 6 陈清， 卢国.微量元素与健康 M . 北京 北京大学出版社. 1 9 8 9 . 1 5 9 - 1 8 1 口 刘开泰， 工国荃， 姚华， 等 改水后地方性氟、 砷中毒患者血清四 种元家含I探讨 J 地方病通极， 1 9 9 0 , 5 ( 2): 6 3 - 6 7 收稿目 期 z o 0 a - . .e2 5 1 万方数据