硒對飲水型氟中毒致腦損傷的干預分子機理研究.pdf

1、氟(fluorine,F)是電負性最強的非金屬元素,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、神經系統等非骨相器官的損害。神經組織對氟的敏感性很高,海馬作為中樞神經系統中氟中毒的靶部位之一,其神經細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。流行病學現場調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,明顯抑制氟誘導的脂質過氧化,改善氟中毒所致大腦損傷的作用。迄今為止,關于硒對氟中毒致機體骨相系統損傷的拮抗研究已有一定進展,對中樞神經系統的研究雖然也有報道,但缺乏深入性和系統性。此外,為了尋求既有最佳抗氟效果又不產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、預防組、治療組:(1)拮

3、抗組:240只Sague-Dwley(SD)大鼠,隨機分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)預防組:120只SD大鼠,隨機分為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、學習記憶、海馬突觸體細胞內鈣離子濃度、NF—κB蛋白表達水平為觀測點,全面評價比較硒預防、拮抗和治療飲水

5、型慢性氟中毒所致學習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習記憶損傷干預過程中表達變化的趨勢,探求硒拮抗氟中毒的作用靶點,進一步探索硒對飲水型氟中毒致學習記憶損傷的干預分子機理,為抗氟劑的研制和應用提供科學依據。
　　 實驗結果:
　　 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),站立次數中硒和高硒+氟組較對照組顯著上升(P<0.05)。以上結果表明,雖然各組大鼠在開場行為中個別指標有顯著差異,但綜合考慮其它指標可以看出大鼠個體差異較大。
　　 2、過量氟攝入會導致大鼠學習記憶的下降,與對照組相比,在訓練第三天和第四天,染氟組大鼠逃避潛伏期顯著延長(p<0.05),第五天穿越平臺數也顯著減少(p<0.05)。在訓練第四天,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,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,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)對氟中毒所致學習記憶的損傷有較好的預防,而中硒(0.75 mg／L)有較好的治療作用。
　　 3、HE染

8、色結果顯示,慢性氟中毒可損傷大鼠神經細胞形態(tài)結構。與對照組相比,染氟組大鼠海馬神經細胞分布稀疏,細胞輪廓消失,并出現空泡。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)細胞排列緊密有序,說明適當濃度的硒可減輕氟中毒,對海馬細胞起到保護作用。
　　 4、突觸體Ca2+濃度檢測結果顯示,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結果顯示,染氟組和高硒組大鼠腦海馬內NF-κB表達量顯著高于對照組(p<0.05),高硒加氟組大鼠腦海馬內NF-κB表達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NF-κB表達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NF-κB表達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表達量,而高硒與氟卻表現出拮抗作用。低硒有明顯的預防氟中毒作用,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系統有毒性作用,可導致海馬神經細胞分布稀疏,細胞的輪廓消失,并出現空泡,引起海馬突觸體Ca2+超載,繼而導致鈣離子信號通路中NF-κB p65蛋白表達異常,導致大鼠學習記憶能力的下降；而低硒(0.375 mg／L)對氟中毒所致學習