铜、铅对大鼠肝脏发育的影响

朱至炜 李 雪

(1 广西南宁市第三中学，南宁市 530021；2 广西医科大学，南宁市 530021)

铜、铅是环境中广泛存在的重金属元素污染物之一，主要来源于食物、水和空气[1]，也是人体许多关键酶的辅基成分，是生物生长与发育过程中的必须物质，也是生物体内必需的微量元素，参与机体诸多重要代谢过程。然而，过量的铅、铜积聚在人和动物体内，造成全身多系统和器官的损伤及功能障碍。铜主要储存在肝细胞，通过后者分泌释放进入血浆或胆汁中[2]。铜进入机体内与氨基酸螯合后，被小肠黏膜吸收入血，再与白蛋白相结合，然后运输到身体各个需要的部位。过量的铅一旦进入体内则难以排出，造成机体的累积损伤，器官功能的受损。本研究拟通过动物大鼠进行实验，探讨铜铅中毒对发育早期大鼠肝脏的影响及肝功能的损伤，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 实验动物 选择2月龄健康 SD 大鼠 30 只，雌雄各半，体重为190～220 g，由成都达硕生物有限公司提供，合格证号：SCXK(川)2008-24。大鼠饲养于干燥清洁环境，室温(22℃)。适应性喂养7 d后，进入实验，对照组正常饮食，实验组给予高铜及高铅饮食，分别于进入实验开始(0 d)、20 d、30 d测定各组肝功能主要指标：谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)及清蛋白(ALB)。

1.2 仪器与试剂 超纯水(DDW)、硝酸铅Pb(NO3)2、硫酸铜，均购自国药集团试剂有限公司；全自动生化分析仪(AU480)，购自美国Bio-rad公司。血液生化指标检测试剂，购于北京中生北控公司。

1.3 方法 将30只SD大鼠随机分为高铜组、高铅组及对照组，每组10只，各组大鼠年龄、体重比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。各组大鼠采用在饲喂大鼠普通日粮基础上每天上午9点经口灌喂，对照组灌喂超纯水0.3 mL；高铅组灌喂硝酸铅Pb(NO3)210 ml/kg；高铜组灌喂硫酸铜25 mg/kg， 连续用药30 d，并于0日、20日、30日龄上午8点采血2 mL，进行肝功能指标测定。

1.4 血清肝功能指标检测 于0、20、30日龄上午8点采血，10 min 2%戊巴比妥钠麻醉SD大鼠，颈动脉采血2 mL后，3 500 r/min离心15 min，吸取上清液，采用试剂盒(北京中生北控公司)说明书、全自动生化分析仪(AU480)进行检测，测定谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、清蛋白(ALB)的活性。

1.5 统计学处理 采用统计软件SPSS 16.0进行数据分析，使用重复测量方差分析做统计学比较，计量资料以(x±s)表示，以P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结 果

高铜组与对照组血清ALT和AST、ALB的水平分析：两组的ALT、AST、ALB指标比较，差异均有统计学意义(F组间=62.741，289.409，30.464，均P<0.001)，两组AST、ALB指标均有随时间变化的趋势(F时间=29.652，38.733，均P<0.001)，两组AST、ALB指标分组与时间均有交互效应(F互交=18.222，22.211，均P交互<0.001)，但两组的ALT无随时间变化趋势(F=3.690，P=0.679)，ALT无分组与时间交互效应(F=5.210，P，0.581)。见表1。

高铅组与对照组血清ALT和AST、ALB的水平分析：两组的ALT、AST、ALB指标比较，差异均有统计学意义(F组间=26.594，28.126，16.929，均P<0.001)，两组AST、ALB指标均有随时间变化的趋势(F时间=13.943，25.646，均P<0.001)，两组AST、ALB指标分组与时间均有交互效应(F互交=10.663，18.564，均P交互<0.001)，但两组的ALT无随时间变化趋势(F=3.252，P=0.715)，ALT无分组与时间交互效应(F=3.367，P=0.609)。见表1。

表1 三组大鼠不同时间血清肝功能ALT、AST以及ALB指标活性 (x±s)

3 讨 论

随着日益加剧的环境污染，铜、铅通过各式各样的途径污染食品，引起食品铜与铅的浓度含量超标，导致机体器官功能受损[3]。肝脏是人体重要器官，是产生各种代谢酶的重要场所，一旦肝脏受到损伤，肝细胞内的酶类就会释放进入血液，造成血清中酶含量的升高，因而我们最常用的检测肝细胞是否受到损害的方法是通过血清酶学检查来检测。目前ALT、AST以及ALB是检测肝功能的三个主要代谢酶。AST主要储存于线粒体及胞浆中，ALT主要储存于肝细胞浆中。通常ALT及AST不会释放进入血液是由于正常的肝细胞具有细胞膜的包裹作用，但当肝细胞发生轻度病变导致细胞膜通透性增加时，ALT和AST则会从细胞内释放入血，当肝细胞严重病变、坏死时，AST、ALT大幅升高。AST、ALT是临床应用较多的反映肝细胞损害程度的指标[4]，肝脏是合成白蛋白的唯一场所，血清白蛋白(ALB)水平是反映慢性肝损伤的很好的指标之一。肝功能受损时，血清白蛋白水平降低。

铜是人体内重要的必需微量元素，机体内以铜蛋白形式存在，铜离子具有造血、软化血管、促进细胞生长、壮骨骼、加速新陈代谢、增强防御机能等重要作用。在人体所有组织器官中，以肝脏的含铜量最高，铜稍微偏高对人体影响不大，因为健康人的肝脏排泄铜的能量极强。

如果摄入过量的铜，膳食铜在肝脏内贮存，然后合成铜蓝蛋白，过多铜蓄积引起中毒反应，影响肝功能，导致人体肝脏严重受损[5]。由于肝脏不能通过胆汁将过量铜排出体外，从而导致铜在肝、肾和脑等重要器官中蓄积，铜可与溶酶体的脂肪发生氧化作用，导致溶酶体膜的破裂，水解酶大量释放引起肝组织坏死；也可由红细胞溶血引起黄疸。目前，铜引起的肝脏损伤主要为高剂量的铜中毒导致 。

铅及其化合物都具有一定的毒性，在污染环境中，铅及其化合物进入机体后对神经、造血、消化、肾脏、肝脏、心血管和内分泌等多个系统产生危害。 吸收的铅进入血液后大部分与红细胞结合，进入血液循环，以肝脏及肾脏含量浓度最高。慢性铅中毒，主要病变是铅对体内金属离子和酶系统产生影响，出现乏力、关节肌肉酸痛、胃肠道症状、贫血、免疫力低下等， 铅中毒对人体很多脏器产生影响，大量动物实验研究表明，过量铅在肝脏组织中蓄积，导致肝功能受损[6]。

本研究结果显示，在高铜高铅作用下，各剂量组大鼠 ALT 活性和 AST 活性均升高，ALB含量降低，且AST、ALB并呈现出时间-剂量效应，随着铜铅染毒时间的延长，血清中AST 活性呈升高趋势，ALB含量呈现降低趋势。表明慢性铜铅中毒可导致大鼠持续性的肝脏功能损伤。

综上所述，高铜高铅饮食的污染，导致肝脏铜铅蓄积，引起慢性铜铅中毒，肝功能受损。

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[4] 李荣娟,李春柳,覃利梅,等.某重金属污染区人群体内重金属水平及其与肝、肾功能的相关性[J].广西医学,2017,39(8):1265-1267.

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[6] 余东游,杨晓刚,许梓荣.微粒蒙脱石对猪组织铅水平、红细胞生成和肝脏ALA-D酶活性及铅诱导的脂质过氧化的影响[J]. 中国兽医学报,2006,26(6):673-676.