全氟辛烷磺酸（PFOS）对大鼠的肾毒性研究

杨双波，刘清国，旷亦乐，贺栋梁

(1.长沙医学院，湖南 长沙 410219；2.南华大学公共卫生学院，湖南 衡阳 421001)

对全氟辛烷磺酸 （perfluorooctane sulfonate，PFOS）的研究，最近引起了国内外学者的广泛关注[1]。PFOS是一种具有难溶和耐高温、耐强氧化特性的有机化合物，被广泛应用到泡沫灭火剂、杀虫剂、生产润滑剂等多种工业及民用产品中[2]。生物体内的PFOS主要通过食物、饮水和空气进入，并具有较强的生物富集作用，沿食物链逐级转移，最后到人体内聚集[3]。其对机体肝、心脏、免疫系统、生殖及神经系统产生毒作用[4-6]。本文用不同剂量的PFOS对SD大鼠进行染毒，观察其对肾脏的损害作用，研究结果可为全面评价PFOS的毒作用提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

PFOS-K由武汉市德孚经济发展有限公司提供，普通饲料中加入不同量的PFOS-K制得含PFOS 0mg/kg、5mg/kg、25 mg/kg、125mg/kg 的 PFOS饲料。AB204-N型电子分析天平 （METTLER公司），5810型低温高速离心机和7170A全自动生化分析仪（Eppendorff公司）。

1.2 实验动物及染毒

清洁级3月龄SD大鼠24只，雌雄各半，体重180.0±10.0克，由南华大学实验动物中心提供（合格证号：SCXK(湘)2004-0009），置于专用动物饲养房单笼喂养，室温220C左右，相对湿度60%～70%，预养观察5天后，随机等分为4组，分别用含PFOS 0mg/kg、5mg/kg、25 mg/kg、125mg/kg PFOS 的 饲 料喂养，每天记录进食量，每周称重一次；喂养60d后摘取眼球采血制备血清，备用；然后颈椎脱臼处死大鼠迅速取出肾脏，测定肾脏器系数；然后一侧肾作常规病理学观察，另一侧肾组织匀浆分离上清液，测定丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）。

1.3 观察指标及检测方法

1.3.1 脏器系数测定 迅速取出肾脏，去除附着的脂肪和筋膜，生理盐水漂洗，滤纸吸干，准确称取脏器重量，计算脏器系数。脏器系数(%)=[脏器重量(g)/大鼠体重(g)]×100%。

1.3.2 肾组织病理形态学观察 一侧肾用10%甲醛固定，常规病理学制片，HE染色，光镜下观察形态学变化。

1.3.3 肾功能的测定 经眼眶静脉丛取血，分离血清，用全自动生化仪检测血清UREA、CRE、UA的含量。1.3.4肾组织匀浆液中氧化指标测定 采用硫代巴比妥酸比色法测定MDA含量，DTNB法[7]测定GSH含量，DTNB直接显色法[8]测定GSH-Px活力，Nitrite-kit法[9]测定SOD活力。

1.4 数据统计方法

计量数据以 mean±SD表示，数据采用SPSS 16.0统计软件进行ANOVA，多重比较采用LSD法；以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 PFOS对大鼠肾脏器系数的影响

中、高剂量PFOS染毒组大鼠的肾脏脏器系数均高于对照组 (P<0.05)，并有一定的剂量-效应关系，见表1。

表1 PFOS对大鼠肾脏器系数、肾功能及氧化指标的影响(n=6)

2.2 PFOS对大鼠肾脏病理形态学的影响

肾组织切片显示，与溶剂对照组比较，低剂量PFOS染毒组无明显变化，而中、高剂量PFOS组出现明显的管型和蛋白物质渗出（图1）。

图1：PFOS对大鼠肾组织的损伤作用（400X）

2.3 PFOS对大鼠肾功能的影响

由表1可见，与对照组比较，中、高剂量PFOS染毒组大鼠血清尿素（UREA）、肌酐（CRE）、尿酸（UA）含量均有升高 (P<0.05)，但低剂量组与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。

2.4 PFOS 对肾组织 MDA、GSH、SOD、GSH-Px的影响

从表1见，低、中、高剂量PFOS染毒组大鼠肾组织中MDA、GSH含量较对照组升高 (P<0.05)，并有剂量-效应关系；低、中、高剂量PFOS染毒组大鼠肾组织GSH-Px、SOD活力降低，与对照组比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。

3 讨论

全氟辛烷磺酸可通过各种途径进入体内，然后通过血液循环被大量运输到肾，尤其是肾皮质，同时肾对其还有浓缩功能，致使肾内具有高浓度的全氟辛烷磺酸[10]，它可能对肾产生直接或间接的毒效应。

脏器系数是毒理学亚慢性毒性试验观察指标中一个灵敏的指标，在机体成熟之后，实验动物脏器重量及器官重/体重比率均保持在一定正常范围内，可较好地反映化学毒物对该脏器的综合毒损害作用，也是寻找毒物作用靶器官的重要线索，若外来化合物使某个脏器受到损害，则此比值就会发生改变。本实验结果显示：染毒大鼠的肾脏脏器系数增加，说明PFOS可导致大鼠肾脏肿大。

血 UREA、CRE、UA主要通过肾脏排出，血UREA、CRE、UA的高低与肾脏损伤的严重程度成正比，检测血UREA、CRE、UA等指标是目前评价肾功能损害最简单、有效的方法。本研究结果显示：PFOS喂养组大鼠后，大鼠血UREA、CRE、UA含量升高，肾小管间质中有明显炎性细胞浸润，肾小管上皮变性、管腔狭窄甚至消失，出现明显的管型和蛋白物质渗出，肾皮质结构不清，说明PFOS对肾脏的功能及结构均可产生有一定程度的损伤作用。有研究表明：脂质过氧化所产生的MDA可以与蛋白质、核酸及某些磷脂交联形成Schiff碱，为无活性的大分子复合物，与细胞内某些残余物质累积，又反过来影响线粒体的功能，使活性氧的生成进一步增加，从而形成恶性循环[11]。机体中的酶性抗氧化系统主要有SOD、过氧化氢酶、GSH-Px、谷胱甘肽还原酶等，SOD是清除氧自由基的关键酶，并有终止自由基链锁反应的作用，可使超氧自由基的歧化清除速度提高1010倍，歧化超氧阴离子自由基反应生成毒性较低的H2O2。因此，SOD活性与性质的变化成为一个重要的氧化损伤定量指标。GSHPx是机体内广泛存在的一种含硒抗氧化酶，它将H2O2和许多有机过氧化物转化为水或相应的醇类，从而阻止H2O2与铁反应生成毒性更强的羟自由基，因此可作为评价组织氧化应激水平的重要依据。本实验结果在中、高剂量PFOS染毒组肾织匀浆中MDA、GSH含量明显增高，说明氧化应激在PFOS致肾损伤中具有重要作用；PFOS组肾组织中SOD、GSH-Px活力下降，而MDA含量增高，反映PFOS已导致肾组织清除自由基能力明显下降，脂质过氧化产物大量堆积，将造成肾功能的损伤。

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