李君,柳晓琳,吴鹏
(辽宁医学院公共卫生学院,辽宁锦州 121001)
钼是环境中普遍存在的一种元素,在土壤、水、植物和动物中均有微量存在,同时钼也是所有生物系统必须的元素,是催化碳、硫、氮代谢反应关键酶的重要组成部分[1]。适量的钼能促进人和动物的生长发育,但高剂量的钼摄入对动物机体存在严重损害作用,导致动物摄食减少、腹泻、体重减轻、消瘦、贫血等[2]。本文主要探讨钼暴露对雄性小鼠血清生化指标的影响,探讨高剂量的钼对小鼠机体的损伤情况。
钼酸钠 (分析纯,含量≥99.8%,天津市华东试剂厂)、丙氨酸转氨酶试剂盒、天门冬氨酸转氨酶试剂盒、肌酐试剂盒、尿素氮试剂盒、尿酸试剂盒、精密电子天平、微量加样枪、台式离心机、分光光度计、水浴箱,以上均购于南京建成生物工程有限公司。
试验动物:35日龄雄性清洁级健康昆明小鼠50只,购于大连医科大学动物实验中心,动物合格证号为SCXK [(辽)2008-0002]。
小鼠经1 w的预饲养,观察无异常后,根据钼酸钠小鼠腹腔注射半数致死量 (LD50=344 mg/kg[3]),随机分为5组,分别为对照组 (生理盐水组)、3.440、6.880、34.400、68.800 mg/kg钼酸钠染毒组,采用腹腔注射方式进行染毒,每日1次,小鼠注射量均设为0.2 mL/10 g,试验周期30 d,每日观察记录小鼠的精神状态、饮食情况、体重的变化。实验结束后,对小鼠进行断头取血,检测血清ALT、AST、LDH活性以及血清 Cr、BUN和UA含量。
实验过程中,各组小鼠均无死亡情况,对照组小鼠饮水、进食、活动正常。34.400、68.800 mg/kg染毒组在试验后期食欲略有下降、活动减少、个别小鼠被毛稀疏,无光泽,极个别小鼠肛门处有粪便粘着。染毒结束后,各组小鼠体重均有所增加,对照组体重增加最为明显。随着染毒剂量的增加,体重的增加值减少。与对照组相比,仅34.400、68.800 mg/kg染毒组体重有统计学意义(P<0.05),详见表1。
表1 钼酸钠染毒对小鼠体重的影响(n=10,)
表1 钼酸钠染毒对小鼠体重的影响(n=10,)
注:a与0.000 mg/kg组比较,P<0.05
剂量 (mg/kg) 染毒前(g) 染毒10 d(g) 染毒20 d(g) 染毒30 d(g)0.000 25.416±1.387 27.373±1.468 28.464±1.5 0.702 0.580 0.048 0.000 87 28.873±1.722 3.440 26.030±1.017 27.440±1.276 28.020±1.393 28.355±1.339 6.880 26.160±1.834 27.340±1.680 27.653±1.582 27.978±1.482 34.400 25.332±2.324 26.540±2.350 26.640±2.261a 26.180±2.258a 68.800 25.337±1.818 26.520±1.773 26.430±1.647a 25.820±1.677a F值 0.548 0.721 2.612 6.215 P值
随着钼酸钠染毒剂量的升高,小鼠血清ALT、AST、LDH活力呈上升趋势。68.800 mg/kg染毒组小鼠血清AST、ALT及LDH含量明显高于对照组,且差异具有统计学意义 (P<0.05);34.400 mg/kg染毒组小鼠ALT活力高于对照组,且差异有统计学意义 (P<0.05),详见表2。
各染毒组小鼠血清Cr、BUN、UA含量均高于对照组,并且随着染毒剂量的增加而上升。34.400、68.800 mg/kg钼酸钠染毒组各指标同对照组比较差异具有统计学意义 (P<0.05)。且6.880 mg/kg染毒组小鼠血清UA含量同对照组相比有统计学意义。详见表3。
表2 钼酸钠染毒对小鼠血清中AST、ALT、LDH含量的影响(n=10,)
表2 钼酸钠染毒对小鼠血清中AST、ALT、LDH含量的影响(n=10,)
注:a与0.000 mg/kg组比较,P<0.05
染毒剂量(mg/kg)AST(mmol/L)ALT(mmol/L)LDH(mmol/L)±164.526 3.440 143.190±25.447 35.000±7.760 1143.104±118.194 6.880 147.973±28.580 39.364±4.296 1233.182±137.903 34.400 151.100±20.156 44.600±6.363a1255.500±134.134 68.800 183.431±16.162a55.800±5.287a1677.900±234.075a F值 6.326 22.345 11.909 P值0.000 132.250±30.942 34.989±6.160 1133.688 0.000 0.000 0.000
表3 钼酸钠染毒对小鼠血清中AST、ALT、LDH含量的影响(n=10,)
表3 钼酸钠染毒对小鼠血清中AST、ALT、LDH含量的影响(n=10,)
注:a与0.000 mg/kg组比较,P<0.05
染毒剂量(mg/kg)Cr(mmol/L)BUN(mmol/L)UA(mmol/L)92 3.440 25.184±3.140 4.702±0.361 168.901±2.245 6.880 27.114±2.913 5.109±0.582 174.059±4.366a 34.400 41.700±1.904a 5.701±0.322a 190.579±4.701a 68.800 54.843±4.124a 6.553±0.269a 203.120±3.488a F值 178.153 26.419 134.769 P值0.000 24.258±1.262 4.588±0.743 165.865±3.2 0.000 0.000 0.000
随着科学技术的不断发展,钼广泛运用于钢铁、有色金属工业、航天航空、电子等各种领域。一般认为钼是一种相对无毒的元素,只有摄入钼量较大时才会出现中毒症状[4]。微量元素钼大多数在消化道内被吸收,随血液循环可分布于动物所有组织器官中,其中以骨髓、肾脏及肝脏含量最高[5]。当机体摄入过量钼后,作为机体对钼代谢的最主要器官的肾脏将积聚大量的钼而引起肾脏发生一系列病理变化,影响机体的各项生理功能,表现出相应的症状[6]。李姝[7]等研究表明,较高浓度的钼酸钠对大鼠肝脏细胞产生脂质过氧化损伤;周变华[8-9]等研究表明,高剂量的钼能导致雌性小鼠机体脂质过氧化损伤,引起线粒体发生肿胀,嵴断裂,空泡化改变,肝细胞颗粒变性、甚至坏死。
ALT和AST普遍存在于动物、植物组织和微生物中,主要分布于肝、心、骨骼肌等器官和组织中,当脏器细胞的完整性遭到损害时,这些酶就逸入到细胞外周的组织液中,继而到达血液。因此,通过检测血液中的酶的活性,可以在一定程度上反映器官细胞的受损程度[10-11]。LDH存在于所有动物组织中,在肝脏中含量最高,当出现少量组织坏死时,血清中的LDH就会升高[12]。在本实验中,随着染毒剂量的增加,小鼠血清ALT、AST、LDH活力呈上升趋势,且34.400、68.800 mg/kg染毒组增加显著,同对照组相比有统计学意义。这提示高剂量的钼可能对小鼠肝、肾和心脏等组织器官具有毒性作用。
Cr是肌肉内磷酸肌酸水解产生的,BUN是机体蛋白质代谢的终末产物,如果肾功能受到损害时,其排出Cr和BUN的能力下降,血液中Cr和BUN浓度会升高,因此,检测血中肌酐及尿素氮是检查肾功能的方法之一[13-14]。UA是机体嘌呤的最终产物,血清中的尿酸只有通过肾脏排出体外,当肾小球滤过率下降,或者肾小球尿酸的重吸收增加或者分泌减少时,均可导致血清尿酸的含量升高。本实验发现随着钼酸钠染毒剂量的增加,小鼠血清Cr、BUN、UA的含量增加,染毒剂量越高增幅越明显,且与对照组相比有统计学意义,提示高剂量的钼暴露可引起雄性小鼠肾功能性损伤。
本研究显示,高剂量的钼暴露可导致雄性小鼠血清ALT、AST、LDH含量和Cr、BUN、UA含量的升高,可能导致肝、肾、心脏等组织的损伤,具体作用机制还有待研究。
[1]Giussani.Molybdenum in the environment and its relevance for animal and human health[M] .USA:Elservier B v,2011:840-846.
[2]杨自军,张才,王宏伟,等.锌、铜对实验性钼中毒绵羊肝脏、肾脏中钼含量的影响 [J].中国兽医学报,2011,31(6):895-898.
[3]王世俊.金属中毒 [M].第2版.北京:人民卫生出版社,1988:444-447.
[4]施咏梅.钼—人体必需微量元素[J].中国临床营养杂志,2005,3(2):120-123.
[5]王宏伟,周变华,张樑,等.高钼低铜对小鼠肾脏结构及其TNF-α蛋白的影响 [J].动物医学进展,2010,31(9):51-54.
[6]肖景榕,周衍,陈增春,等.环境及居民体内钼含量与胃癌的相关性[J].世界华人消化杂志,2011,19(9):946-949.
[7]李姝,黄燕军,李利容.碘、钼、钡对大鼠肝脏脂质过氧化影响 [J].中国公共卫生,2006,22(11):1391-1392.
[8]周变华,林霖,杨白军,等.钼对小鼠脂质过氧化损伤及肝Smac和Bax表达的影响 [J].中国兽医科学,2012,42(6):617,621.
[9]林霖,李勤凡,汪纪仓,等.钼暴露对雌性小鼠肾脏脂质过氧化损伤及Smac蛋白表达的影响[J].中国畜牧兽医,2012,39(8):142-144.
[10]石莹,张宏伟.乙酸铅染毒对小鼠脑、肝、肾、生化指标抗氧化系统级微量元素的影响[J].环境与健康杂志,2010,27(5):448-450.
[11]杨李军,刘炜,毕华强,等.肝切除术后延迟性转氨酶异常升高的临床意义 [J].临床肝胆病杂志,2014,30(7):674-676.
[12]Shitsuka Y, FukumotoY, KondoY, etal.Comparative Effects of Phosphoenolpyruvate,a Glycolytic Intermediate,as an Organ Preservation Agent with Glucose and N - Acetylcysteine against Organ Damage during Cold Storage of Mouse Liver and Kidney [J].ISRN Pharmacology,2013,3(6):1 -6.
[13]王帅,陈根元,张玲.小花棘豆对家兔血清生化指标的影响[J].中国兽医科学,2013,43(2):190-196.
[14]李洪利,武天石,逢建国.二种方法检测血糖血尿素氮和肌酐结果比较 [J].中国校医,2007,21(2):167-168.