不同浓度镉胁迫诱导乌龟脂质过氧化损伤的研究

霍俊凤，董爱国

（山西中医药大学，山西晋中030619）

镉（Cadmium）是环境中广泛存在的有毒重金属元素之一，已被美国毒物管理委员会列为第6位危及人体健康的有毒物质，也被国际肿瘤研究机构归为人类的一类致癌物［1］。镉是环境中常见的有毒重金属，主要经消化道或呼吸道进入动物和人体内，引起多种器官组织和细胞毒性损伤［2］。镉是一种脂质过氧化诱导剂，能诱发机体产生过量的超氧化自由基，从而引起过氧化损伤，因此，其毒性与生物氧化损伤密切相关。而生物的氧化损伤程度通过谷胱甘肽（GSH）、丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性等反映，是常用的抗氧化指标［3］。

乌龟（Chinemys reevesii）又称金龟或草龟，隶属龟鳖目、龟科、乌龟属，在中国分布较广［4］，是常见的水生龟种，也是目前国内养殖量最大的本地品种之一。乌龟为我国有重要经济价值的水生动物之一（其肉可食，是理想的滋补食品，龟甲可入药是一种重要的药材资源）［5］。乌龟为杂食性动物，以动物性的小鱼、虾等为食，位于淡水环境食物链的上层，是重金属镉的富集者。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 实验动物 中华草龟（以下简称“乌龟”）购自太原市花鸟鱼虫市场。体质量（130±10）g，实验室适应性饲养2 w，饲养容器为透明玻璃龟缸，饲料为花鸟鱼市场购买的成品龟粮，饲养用水为暴气48 h的自来水，每2 d换水1次，每天定时给料。

1.2 实验方法

乌龟在实验室适应性饲养2 w后随机分为4组，对照组、7.5 mg/kg 组、15 mg/kg组和 30 mg/kg组，对照组5只，其余各组每组15只。7.5 mg/kg组、15 mg/kg组和30 mg/kg组分别腹腔注射7.5 mg/kg、15 mg/kg、30 mg/kg 灭菌的氯化镉溶液染毒，对照组腹腔注射与实验组等容量的生理盐水。分别在染毒后1 w、2 w和3 w各组取乌龟6只，断颈取血，肝素抗凝，用低温离心机3 000 r/min离心15 min，取上清血浆分装于1.5 mL的离心管中，置低温冰箱（-80℃）中保存用于测定脂质过氧化生化指标。

1.3 统计学方法

用SPSS17.0统计分析软件对试验数据进行单因素方差分析，并应用Dunnett法将处理组与对照组进行比较（P＜0.05，P＜0.01）。试验结果用“平均值±标准差”表示。

2 结果

2.1 镉对乌龟血浆中SOD活性的影响

镉染毒后血浆中的抗氧化酶SOD活性在各染毒浓度、不同染毒时间均有所降低。染毒7 d，血浆中SOD活性在染毒浓度为30 mg/kg时与对照组相比显著降低（P＜0.01）。染毒 14 d，血浆中SOD活性在染毒浓度为7.5 mg/kg时与对照组相比显著降低（P＜0.01）。染毒 21 d，血浆中 SOD 活性在各染毒浓度与对照组相比显著降低（P＜0.01）。结果见图1。

图1 镉对乌龟血浆中SOD活性的影响

2.2 镉对乌龟血浆中CAT活性的影响

镉染毒后血浆中的CAT活性在各染毒浓度、不同染毒时间均有所改变。染毒7 d，血浆中的CAT活性在染毒浓度为7.5 mg/kg和15 mg/kg组与对照组相比显著降低（P＜0.01），30 mg/kg组与对照组相比显著降低（P＜0.05）。染毒 14 d，血浆中的CAT活性在7.5 mg/kg组与对照组相比显著降低（P＜0.01），15 mg/kg和 30 mg/kg组与对照组相比显著降低（P＜0.05）。染毒 21 d，血浆中的 CAT 活性在 15 mg/kg组与对照组相比显著降低（P＜0.01）。结果见图2。

图2 镉对乌龟血浆中CAT活性的影响

2.3 镉对乌龟血浆中GSH含量的影响

镉染毒后血浆中的GSH含量在各染毒浓度，不同染毒时间均有所改变。染毒7 d和14 d，血浆中的GSH含量在染毒浓度为15 mg/kg和30 mg/kg组与对照组相比显著降低（P＜0.01）。染毒 21 d，血浆中的GSH含量在各染毒组与对照组相比显著降低（P＜0.01）。结果见图 3。

图3 镉对乌龟血浆中GSH含量的影响

2.4 镉对乌龟血浆中MDA含量的影响

镉染毒后血浆中的MDA含量在各染毒浓度，不同染毒时间均有所改变。染毒7 d和14 d，血浆中的MDA含量在染毒浓度为7.5 mg/kg、30 mg/kg组与对照组相比显著升高（P＜0.01，P＜0.05），染毒21 d，血浆中的MDA含量在各浓度组与对照组相比显著升高（P＜0.05，P＜0.01）。结果见图 4。

图4 镉对乌龟血浆中MDA含量的影响

3 讨论

氧化应激在许多疾病和中毒的致病机制中都扮演着一定的角色。细胞暴露于有害异物会产生ROS和自由基，当产生的ROS和自由基的量超过细胞的清除能力后，就会使机体处于应激状态，引起脂肪、蛋白质和DNA受损［6］。ROS通过破坏细胞主要成分引起细胞坏死或凋亡［7］。例如，它能攻击细胞膜上的多聚不饱和脂肪酸，引起脂质过氧化和细胞膜损伤，而脂质过氧化通常认为是诱发细胞氧化损伤的标志［8］。MDA是最被广泛认可的脂质过氧化和氧化应激的标志物［9-10］。

对抗重金属诱发的ROS的细胞防御系统包括SOD，CAT和GSH［11-12］。SOD是一种抗氧化酶，它能催化超氧阴离子变成H2O2和分子氧［13-14］。CAT能把H2O2变成 H2O 和 O2，从而减轻组织损伤［15］。GSH也是抗氧化系统的重要组成部分，它是一种非酶的抗氧化物，能中和自由基和脂质过氧化物等活性氧成分，直接降低镉毒性。

镉虽然是一种有毒金属，但它不能直接产生ROS［16］。但有实验结果表明镉能诱导ROS过量生成，并破坏抗氧化系统［17］。镉诱导的氧化应激是一些实验中经常能见到的普遍现象。镉诱导产生的超氧阴离子、H2O2和羟基自由基能激活氧化还原敏感的转录因子，进而改变ROS相关基因的表达。本实验结果表明，7.5 mg/kg组、15 mg/kg组和30 mg/kg组乌龟血浆中SOD、CAT活性和GSH含量与对照组比较在染毒后1 w、2 w、3 w均有不同程度的降低，而MDA含量有不同程度的升高。结果表明，实验龟腹腔注射7.5 mg/kg、15 mg/kg、30 mg/kg氯化镉溶液诱导了氧化应激。