复方中草药对慢性氟中毒大鼠血清、尿HYP 含量的影响

邰春格 内蒙古包头轻工职业技术学院 014035

氟是原子序数为9 的非金属元素，其电负性最大，化学性质极其活泼，能与除惰性气体外的所有元素发生反应。因此，自然界无单质氟，以氟化物形式广泛存在。人体内几乎所有的器官都含有氟,其中骨骼、牙齿中含量最高，占人体总氟量的90%以上，软组织中含氟最多的是皮肤。氟的化合物特别是离子型化合物很容易被生物体吸收，它的吸收率仅次于水和氟化物。研究表明，消化道对饮水中的氟可吸收95%以上，对食物中的氟可吸收80%左右，对骨粉中的氟则较难吸收，吸收率为37%～50%。消化道氟的吸收部位主要在胃和小肠，氟几乎是唯一能在胃中吸收的元素。氟不但吸收率高，而且吸收速度快。氟的吸收受很多因素影响，如氟化物的溶解度，饮食中的钙、镁、铝、蛋白质和维生素C 的含量等。氟离子本身不能通过细胞膜，由于细胞内存在pH 梯度，氟的跨膜运输是以HF 形式被动扩散的。在胃液pH 为1 的条件下，胃中的氟有99%以HF 形式存在，这是氟在胃中易于吸收的重要条件。肾脏是氟的主要排泄器官，每天摄入的氟有50%以上经肾由尿液排出，只有一小部分经粪便、汗液和呼吸等排出。氟是人和动物的必需微量元素，适量的氟能促进动物的生长、发育和繁殖，参与骨骼代谢和预防龋齿，影响动物造血功能及神经内兴奋性和传导的作用。氟属于中等中毒元素，其肌肉注射量为0.01～0.1g/kg 体重，半数致死量经口摄入为0.141g/kg 体重，氟化物在血浆中的半衰期为4～10d。

氟中毒包括有机氟中毒和无机氟中毒。有机氟中毒主要由药效强、残效期长的农药或杀鼠药引起的。无机氟中毒是氟中毒中最常见的，它又分为急性氟中毒和慢性氟中毒。急性氟中毒是食入过量氟化物后短时间内引起恶心、呕吐、胃肠炎、腹泻、呼吸困难、肌肉震颤、虚脱等症状的疾病，只偶尔发生。而慢性氟中毒是世界范围内分布广泛的一种人畜共患病。该病是由于长期连续摄入超过安全剂量的无机氟化物而引起的以牙齿、骨骼损害为主的全身性疾病。慢性氟中毒又包括地方性氟中毒和工业性氟中毒。地方性氟中毒主要发生在自然高氟区，该区地壳局部隐藏的岩石种类及土壤种类不同，土壤和水源中含氟量较高。工业性氟中毒与工业排放的含氟废气直接相关，凡利用含氟的矿石作原料的工厂，如陶瓷厂、钢铁厂、砖瓦厂、化肥厂等，如未采取有效的除氟措施，随“三废”排出的氟化物污染周围大气、植物、土壤、地表水导致人畜发病。

工业废气中的氟主要为HF 和SF4，均有很强的毒性，并能被植物叶片吸收。而且叶片可以粘附含氟降尘，故在工业氟污染区，动物长期食入高氟牧草后会引起氟中毒。随着大型工业的发展，世界很多地区工业氟污染已成为严重的公害。一般认为，哺乳期新生幼畜不发病，生长期牲畜在永久齿形成和更换时期氟危害最严重，损害后不仅形成氟斑牙，而且牙齿的硬度降低、易受损，形成长短牙或波状牙，影响咀嚼，最后导致营养衰竭。成年家畜主要发生氟骨症。另外，不同家畜受氟损害程度不同，其中奶牛对氟最敏感。

氟在骨骼中的储藏是被组合进入羟基磷灰石的晶体中，但氟不能代替骨中的磷酸根。不过骨的氟化可使其中的磷酸盐降低，即氟可置换骨中的碳酸根，而有利于骨骼组织的成熟，提高骨骼硬度。氟对牙齿的形成也有类似的作用。氟磷灰石结晶能取代牙齿形成期间一些羟基磷灰石结晶，同时氟还可以使碳水化合物产生的酸性细菌酶类失去活性，能保持牙齿健康及抑制牙齿表面酶类细菌的代谢过程。

氟在动物软组织中的浓度正常情况下较低，除骨骼和牙齿外，都不具有浓缩氟的作用。正常成年放牧动物，全部脱脂干骨里氟的浓度是0.3～0.6g/kg，牙齿氟的浓度在0.2～0.55g/kg，占畜体内氟的95%以上。

胶原是骨和结蹄组织的主要成分，它同组织纤维化以及骨或其他组织钙化有密切关系。它的代谢差产物是羟脯氨酸，后者随尿排出。尿羟脯氨酸排泄数来源于骨胶原，其排泄量多少可作为反映胶原总转换率的有力指标。羟脯氨酸是胶原蛋白的主要成分，不属于20 种常见的氨基酸。这些年来，羟脯氨酸的研究与开发已经引起医药、生化、食品及美容业等方面的广泛关注。它具有抗氧化和抗辐射作用，具有多种生理功能与独特的生物活性，可作为治疗软组织疾病的药物，如结蹄组织受损、风湿性关节炎等，它对急慢性肝病导致的低蛋白血症有一定疗效，它参与脂肪的乳化及红细胞血红素和球蛋白的形成。体内羟脯氨酸平衡失调会引起疾病。脯氨酸羟化酶和羟脯氨酸脱氢酶是体内羟脯氨酸代谢的两个关键酶。催化成分的羟脯氨酸羟化酶位于组织的微粒体中，并且需要很多辅助因子催化。在体内未降解的羟脯氨酸常与寡肽结合后从肾脏清除，为尿中羟脯氨酸的主要形式。当羟脯氨酸脱氢酶缺乏时，虽然尿中寡肽结合羟脯氨酸比正常高出十几倍。发生纤维化病变组织中的羟脯氨酸含量也会比正常高出很多，因此体液羟脯氨酸平衡失调涉及到许多疾病，列如造成牙齿、骨骼中的软骨和韧带组织减弱以及组织纤维化疾病等。胶原蛋白大多分布在皮肤、腱、软骨和血管等处，在身体的各个部分担任着非常重要的角色，而羟脯氨酸是合成胶原的重要氨基酸，其含量多少决定胶原蛋白的数量，也可反映组织代谢状况。

本实验在借鉴中医理论和慢性氟中毒机理的基础上，结合内蒙古地区丰富的中草药资源，在经验配方的基础上筛选出抗氟复方中草药，用wisar大鼠复制慢性氟中毒模型，并跟踪监测尿和血清的尿羟脯氨酸含量，以探讨抗氟复方中草药对慢性氟中毒前期的大鼠的拮抗作用及作用机理。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

（1）实验动物及分组

清洁级wisar 大鼠雌雄各半，由内蒙古实验动物中心提供，初始体重为90～110g，共66 只随机分成7 组：

第一组为阴性对照组，8 只，自由饮用自来水；第二组为阳性对照组，自由饮用氟浓度为100ug/ml的自来水；第3～7 组为中毒组，饮用含氟100ug/ml的自来水，并用A、B、C、D、E 五种不同的复方中草药治疗，按0.1g/kg 体重的剂量经口灌服。

全部大鼠饲料为由内蒙古大学实验动物中心提供的固体颗粒饲料。

（2）实验仪器

78-1 型磁力搅拌器，杭州仪表电机厂；电子天平，上海精密仪器有限公司；离心机，上海科学仪器公司。

（3）试剂

羟脯氨酸测试盒，南京建成生物工程研究所，20060322。

复方中草药由当归、桃仁、红花、乳香、黄氏等10 味药组方，由内蒙古万民大药房提供。氟化钠，天津化学试剂三厂，分析纯。

（4）数据处理

所得实验数据用x±s 表示，显著性检验，用SAS8.1 软件进行方差分析；ExceL 软件进行线性回归分析。

1.2 实验方法

（1）血清中羟脯氨酸测定

表1 血清中羟脯氨酸测定程序操作表

混匀，60℃水浴15分钟，冷却后在550nm 处，1cm 光径，蒸馏水调零，测各管吸光度。

（2）尿液中羟脯氨酸测定

表2 尿中羟脯氨酸测定程序操作表

混匀，60℃水浴15分钟，冷却后在550nm 处，1cm 光径，蒸馏水调零，测各管吸光度。

(3) 计算

大鼠血清和尿中羟脯氨酸含量用下列公式计算：

羟脯氨酸含量=（测定管吸光度-空白管吸光度/标准管吸光度-空白管吸光度）×标准管含量×（水解液总体积/取样量）

2 结果

实验各组大鼠血清羟脯氨酸含量测定结果见表3 和图1。实验各组大鼠羟脯氨酸含量测定结果见表4 和图2。

图1 血清中羟脯氨酸含量曲线图

表3 大鼠血清中羟脯氨酸含量（g/L）

由表3 和图1 可知，在氟中毒的不同时期，各组大鼠的血清HYP 含量是随时间的延长而增加。第一个月，第六、第七组大鼠血清HYP 含量显著低于一、二组；第二个月，第四、六、七组大鼠的血清HYP 含量显著高于第一组；第三个月，各组大鼠血清的HYP 含量均无显著差异。

图2 尿中羟脯氨酸含量曲线图

表4 各组大鼠尿液羟脯氨酸含量 单位（g/L）

由表4 和图2 可知，在氟中毒的不同时期，各组的尿HYP 含量随着时间的延长而增加。第二周，第四组显著高于第一、二组；第三、六组显著低于第一、二组。第四周，第三、四、五、六、七组都显著低于第一组，第七、六、五、四组显著低于第二组。第六周，第五组显著高于一、二组，第六组显著低于第二组。第八周，第五组显著高于第一、二组，第四、六组显著低于一、二组。第十周，第二组显著高于第一组；第五、七组显著低于第一组；第五、七组极显著低于第二组。第十二周，第七组显著低于第一组。

3 讨论

3.1 慢性氟中毒模型的建立

动物慢性氟中毒最为显著的特征是氟斑牙。因此，经常将氟斑牙作为判断慢性氟中毒模型建立成功与否的可靠指标之一。本实验在给大鼠饮用含氟的自来水3 个月时，大鼠均出现明显的氟斑牙，说明已成功复制出慢性氟中毒模型。

3.2 复方中草药对慢性氟中毒大鼠血清和尿中羟脯氨酸含量的影响

氟化物对动物非骨相损害的研究是近年来氟研究领域的重点。上世纪80 年代，在印度学者提出“胶原蛋白质是氟化物作用的主要靶子”学说的基础上，科研工作者们开展了氟对机体胶原蛋白质代谢影响的广泛研究。有资料报道，氟对胶原蛋白质的合成代谢和分解代谢有着重要影响。氟可抑制胶原蛋白的生物合成，同时又能够促进胶原蛋白的分解。羟脯氨酸是胶原蛋白代谢的重要产物，氟中毒时必然直接或间接地影响羟脯氨酸的代谢，使血和尿中羟脯氨酸含量发生变化。

本实验中各组大鼠的血清羟脯氨酸含量都是随着时间的延长而增加。尿液中羟脯氨酸含量除第十周正常组大鼠低于中毒组外，其他各时间点两者的差异均不显著。这一结果与有关文献报道不相一致，其原因有待于进一步研究探讨。

经复方中草药D 方治疗的氟中毒大鼠的血清和尿羟脯氨酸含量均显著低于正常鼠和氟中毒鼠，表明此方对胶原蛋白质的合成和分解代谢有一定影响。

4 结论

大鼠慢性氟中毒时，血清和尿中羟脯氨酸含量和正常鼠基本一致。

D 方能够降低慢性氟中毒大鼠血清和尿中羟脯氨酸的含量。

［1］李广生.进一步深入研究慢性氟中毒发病机制［J］.中华预防医学杂志，2003,37（4）:225-226.

［2］四川医学院卫生系卫生毒理学教研室.饮水无机氟的卫生毒理研究 ［J］.中华预防医学杂志，1980,14（3）：140-145.

［3］药理学实验编写组编.药理学实验南［M］北京：人民卫生出版社，1988,1:200-205.

［4］刘昌汉主编.地方性氟中毒防治指南［M］，北京：人民卫生出版社，1988,1:336-345.

［5］余淑，治洪，张月.等，硼硒联合对氟中毒大鼠治疗效果研究［J］.卫生研究，2002，31（6）：423-425.

［6］李伟芬，余东游.动物氟中毒机理研究［J］.饲料研究，1998，11：19-23.

［7］先宏，李养贤，韦旭斌等.排氟中药的筛选［J］.中国兽医学报，1999，19（1）：80-83.

［8］郭晓英，孙贵范，孙宪民等.氧化应激在亚慢性氟中毒大鼠肝脏损伤中的作用［J］.中国公共卫生，2003，19（5）：575-576.

［9］章子贵，许晓路，申秀英等.碘硒对氟致小鼠肾脏细胞线粒体损伤的影响［J］.浙江师范大学学报，2002，25（4）：395-397.

［10］许鹏，郭雄.氟中毒对软骨的损伤及其机理［J］，地方端正通报，2001，16（3）：83-85.

［11］哈斯苏荣，巴音吉日嘎拉，孙占武等.动物慢性氟中毒及其中草药防治.内蒙古畜牧科学，2003,2.

［12］王志成等.自由基对氟中毒发病的影响及其阻断方法的演技.中国氟研究文选，贵州，贵阳科技出版社，1995，57.