硒對飲水型氟中毒致腦損傷的干預(yù)分子機(jī)理研究.pdf

1、氟(fluorine,F)是電負(fù)性最強(qiáng)的非金屬元素,廣泛分布于自然界,人可通過各種來源如水、土壤、空氣接觸到氟化物。過量氟攝入在體內(nèi)長期蓄積會引起慢性氟中毒,可引起氟骨癥、氟斑牙等骨相器官的損害以及血液、神經(jīng)系統(tǒng)等非骨相器官的損害。神經(jīng)組織對氟的敏感性很高,海馬作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中氟中毒的靶部位之一,其神經(jīng)細(xì)胞易受氟的影響而發(fā)生可塑性變化。
　　 探求治療氟中毒的藥物已是緊迫的課題。流行病學(xué)現(xiàn)場調(diào)查和動物實驗均已表明,一定劑量的硒

2、可緩解氟中毒,使尿氟排泄,糾正氧自由基和脂代謝混亂,明顯抑制氟誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化,改善氟中毒所致大腦損傷的作用。迄今為止,關(guān)于硒對氟中毒致機(jī)體骨相系統(tǒng)損傷的拮抗研究已有一定進(jìn)展,對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的研究雖然也有報道,但缺乏深入性和系統(tǒng)性。此外,為了尋求既有最佳抗氟效果又不產(chǎn)生毒副作用的硒劑量,有必要在前期亞慢性研究所得1.5 mg／L劑量的基礎(chǔ)上,尋求更小、更安全的硒抗氟劑量。
　　 研究方法:實驗分為拮抗組、預(yù)防組、治療組:(1)拮

3、抗組:240只Sague-Dwley(SD)大鼠,隨機(jī)分8組,每組30只。對照組飲用自來水,染氟組飲用50 mg／L的氟化鈉溶液,3個染硒組分別飲用0.375 mg／L、0.75 mg／L、1.5 mg／L的亞硒酸鈉溶液,3個氟+硒組分別飲用50 mg／L的氟化鈉和上述3種濃度亞硒酸鈉兩兩組合的溶液,染毒時間為6個月；(2)預(yù)防組:120只SD大鼠,隨機(jī)分為4組,每組30只。先水后氟對照組先飲用自來水后飲用50 mg／L氟化鈉溶液,3個

4、先硒后氟組分別先飲用3種不同濃度亞硒酸鈉溶液后,再飲用50 mg／L氟化鈉溶液,時間各為6個月；(3)治療組:120只SD大鼠,隨機(jī)分為4組,每組30只。先氟后水對照組先飲用50 mg／L氟化鈉溶液后飲用自來水,3個先氟后硒組大鼠飲用50 mg／L氟化鈉溶液后,再飲用3種不同濃度的亞硒酸鈉溶液,時間各為6個月。每組實驗均以大鼠的行為、學(xué)習(xí)記憶、海馬突觸體細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度、NF—κB蛋白表達(dá)水平為觀測點,全面評價比較硒預(yù)防、拮抗和治療飲水

5、型慢性氟中毒所致學(xué)習(xí)記憶損傷作用效果和硒的最佳抗氟劑量,觀察其在不同劑量硒對飲水型氟中毒所致學(xué)習(xí)記憶損傷干預(yù)過程中表達(dá)變化的趨勢,探求硒拮抗氟中毒的作用靶點,進(jìn)一步探索硒對飲水型氟中毒致學(xué)習(xí)記憶損傷的干預(yù)分子機(jī)理,為抗氟劑的研制和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
　　 實驗結(jié)果:
　　 1、開場行為:與對照組先水后氟組相比,先低硒后氟和先中硒后氟組大鼠在新異環(huán)境中3分鐘跑動格數(shù)顯著上升(P<0.05)。染氟組大鼠較對照組相比,扶壁和理

6、毛次數(shù)顯著增加(P<0.05),而中硒組較染氟組顯著下降(P<0.05),站立次數(shù)中硒和高硒+氟組較對照組顯著上升(P<0.05)。以上結(jié)果表明,雖然各組大鼠在開場行為中個別指標(biāo)有顯著差異,但綜合考慮其它指標(biāo)可以看出大鼠個體差異較大。
　　 2、過量氟攝入會導(dǎo)致大鼠學(xué)習(xí)記憶的下降,與對照組相比,在訓(xùn)練第三天和第四天,染氟組大鼠逃避潛伏期顯著延長(p<0.05),第五天穿越平臺數(shù)也顯著減少(p<0.05)。在訓(xùn)練第四天,先低硒后氟

7、較對照組先水后氟組的逃避潛伏期顯著下降(p<0.05)；第五天穿越平臺數(shù),先低硒后氟組與對照組先水后氟組相比顯著增加(p<0.05)；在訓(xùn)練第三天,先氟后中硒組較對照組先氟后水組相比逃避潛伏期顯著縮短(p<0.05),第五天穿越平臺數(shù),先氟后中硒組與對照組先氟后水組相比顯著增加(p<0.05),說明低硒(0.375 mg／L)對氟中毒所致學(xué)習(xí)記憶的損傷有較好的預(yù)防,而中硒(0.75 mg／L)有較好的治療作用。
　　 3、HE染

8、色結(jié)果顯示,慢性氟中毒可損傷大鼠神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)。與對照組相比,染氟組大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞分布稀疏,細(xì)胞輪廓消失,并出現(xiàn)空泡。低硒、高硒加氟組、先低硒后氟組和先氟后中硒組大鼠腦海馬CA3區(qū)細(xì)胞排列緊密有序,說明適當(dāng)濃度的硒可減輕氟中毒,對海馬細(xì)胞起到保護(hù)作用。
　　 4、突觸體Ca2+濃度檢測結(jié)果顯示,染氟組與對照組相比,突觸體Ca2+濃度顯著升高(P<0.05)；而低硒能很好的預(yù)防由氟中毒引起的Ca2+的超載。與對照組先水后氟組相

9、比,先低硒后氟組大鼠腦海馬內(nèi)Ca2+濃度顯著降低(p<0.05)。治療組各組突觸體Ca2+濃度未有顯著差異。
　　 5、IHC結(jié)果顯示,染氟組和高硒組大鼠腦海馬內(nèi)NF-κB表達(dá)量顯著高于對照組(p<0.05),高硒加氟組大鼠腦海馬內(nèi)NF-κB表達(dá)量與染氟組相比明顯減少(p<0.05)。先低硒后氟組大鼠腦海馬內(nèi)NF-κB表達(dá)量顯著低于對照組水到氟組(p<0.05)。但先氟后低硒組大鼠腦海馬內(nèi)NF-κB表達(dá)量顯著高于對照組先氟后水組

10、(p<0.05)。提示單獨飲用高硒會損害大腦,增加NF-κB表達(dá)量,而高硒與氟卻表現(xiàn)出拮抗作用。低硒有明顯的預(yù)防氟中毒作用,但染氟后飲用低硒溶液卻沒有顯著效果。
　　 綜合所述,慢性氟暴露對大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)有毒性作用,可導(dǎo)致海馬神經(jīng)細(xì)胞分布稀疏,細(xì)胞的輪廓消失,并出現(xiàn)空泡,引起海馬突觸體Ca2+超載,繼而導(dǎo)致鈣離子信號通路中NF-κB p65蛋白表達(dá)異常,導(dǎo)致大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的下降；而低硒(0.375 mg／L)對氟中毒所致學(xué)習(xí)