氟、鎘對(duì)骨的效應(yīng).pdf

1、氟(fluorine，F(xiàn))是非金屬元素，在地球上分布廣泛，人體通過(guò)多種途徑攝入氟，它是人體必需的14種微量元素之一，與鈣磷代謝有著密切的關(guān)系。近幾十年來(lái)，氟化物廣泛用于預(yù)防和控制齲齒。然而，氟也是一種有毒物質(zhì)，過(guò)量攝入氟可引起氟中毒，骨骼是氟的主要靶器官，可導(dǎo)致氟骨癥。鎘(cadmi~，Cd)是金屬元素，是受WHO、IARC、美國(guó)ATSDR關(guān)注的重金屬污染物，對(duì)多種器官皆具有毒害作用。骨骼是鎘的主要靶器官之一，人群流行病學(xué)調(diào)查和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

2、顯示，鎘能導(dǎo)致骨軟化及骨質(zhì)疏松。 骨質(zhì)疏松是氟骨癥的主要癥狀之一，目前我國(guó)仍以X線(xiàn)攝片作為氟骨癥的主要診斷標(biāo)準(zhǔn)。但X線(xiàn)攝片所需儀器體積龐大，難以在流行病學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查中應(yīng)用。而鎘對(duì)骨骼的影響既有影響腎臟合成活性維生素D3的間接作用，也有通過(guò)血液進(jìn)入骨組織對(duì)骨骼細(xì)胞產(chǎn)生直接作用。為進(jìn)一步明確氟、鎘與其所致骨效應(yīng)的劑量一反應(yīng)關(guān)系，本研究使用便于移動(dòng)的單光子骨密度儀，對(duì)江蘇省北部飲水型氟中毒人群及我國(guó)溫州地區(qū)環(huán)境鎘接觸人群進(jìn)行流行病學(xué)調(diào)

3、查。對(duì)氟中毒人群主要測(cè)量了骨密度并進(jìn)行接觸評(píng)定(問(wèn)卷調(diào)查、尿氟、血氟測(cè)定)和效應(yīng)評(píng)定(血清BGP、血清AKP、血清BAKP、尿HYP)，分離人外周血淋巴細(xì)胞測(cè)定CBFAl基因mRNA的表達(dá)水平。計(jì)算了Z評(píng)分(Z評(píng)分<．2．5時(shí)判為骨質(zhì)疏松)等指標(biāo)的尿氟基準(zhǔn)劑量值。對(duì)鎘接觸人群測(cè)定了人群接觸指標(biāo)(尿鎘、血鎘、總鎘攝入量)與反映腎功能和骨質(zhì)疏松的指標(biāo)(UMT、UNAG、UNAGB、UB2M、URBP、UALB、骨密度)，計(jì)算了T、Z評(píng)分(T

4、評(píng)分<-2．5時(shí)判為骨質(zhì)疏松)及各指標(biāo)的尿鎘和血鎘BMDL值。 研究發(fā)現(xiàn)：氟接觸組人群的骨密度與對(duì)照組比顯著降低，氟接觸組人群的BGP、HYP也顯著高于對(duì)照組，但AKP、BAKP雖有升高趨勢(shì)，但不顯著。以對(duì)照組各指標(biāo)第90百分位數(shù)作為上限值，得到人群各指標(biāo)的異常率。按Z評(píng)分<-2作為判斷骨質(zhì)疏松的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)將Z評(píng)分的絕對(duì)值>2作為骨代謝異常的判斷標(biāo)準(zhǔn)，記作Z2。氟接觸組男性只有BGP的異常率與對(duì)照有顯著差異，而接觸組女性的Z評(píng)分

5、、Z2及BGP的異常率均顯著高于對(duì)照組。將人群按尿氟水平分組后，BGP在尿氟水平>2m~Cr組即顯著升高，而HYP、骨密度分別在>4mg/gCr及>8mg/gCr組時(shí)與對(duì)照組比有顯著差異。AB與BAKP的變化程度不明顯。氟接觸組人群外周血淋巴細(xì)胞CBFAl的mRNA表達(dá)水平顯著低于對(duì)照組，按尿氟分組后，有隨尿氟水平升高而下降的顯著趨勢(shì)，尤以女性明顯。CBFAl表達(dá)的異常率也隨尿氟水平升高而顯著升高。經(jīng)過(guò)計(jì)算各效應(yīng)指標(biāo)的尿氟BMDL值后發(fā)

6、現(xiàn)不同性別間各指標(biāo)的尿氟BMDL值按由小到大排序后順序不一致，BGP的尿氟BMDL值無(wú)論男女均為最小，但女性BGP的方程擬合不佳；CBFAl則可排在第二位。反映骨代謝的Z評(píng)分與Z2的順序則與性別有關(guān)。在鎘接觸人群中，人群骨密度與血鎘、URBP、UB2M、UNAG、UNAGB均有顯著的相關(guān)性。在尿鎘>10μg／gCr及血鎘>20μg／L時(shí)人群的骨密度顯著下降。隨著尿鎘、血鎘水平的升高，骨質(zhì)疏松的患病率也隨著升高，有顯著性趨勢(shì)。反映腎功能的

7、指標(biāo)也隨尿鎘、血鎘的升高而升高，其異常率也都有顯著升高的趨勢(shì)。UMT可作為鎘的接觸與效應(yīng)指標(biāo)，在UMT升高或異常時(shí)，腎功能效應(yīng)指標(biāo)皆隨之升高或有異常率的顯著上升，但骨密度的變化不夠明顯。計(jì)算人群各指標(biāo)的尿鎘、血鎘BMDL值后發(fā)現(xiàn)，無(wú)論尿鎘、血鎘，UNAGB與UNAG具有最低的BMDL值，UB2M排第三，UMT與URBP很接近，T評(píng)分、UALB、Z評(píng)分排位靠后。 同時(shí)，本研究分離培養(yǎng)了SD乳鼠頭顱骨成骨細(xì)胞，觀察不同濃度氟化鈉、氯

8、化鎘染毒對(duì)成骨細(xì)胞增殖活性及堿性磷酸酶活性的影響，并測(cè)定了染毒前后成骨細(xì)胞VDR、OPG、ODF、TGF．B、IGF-ImRNA的表達(dá)水平。 體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，0．01～1．0mmol／L劑量的氟能促進(jìn)大鼠成骨細(xì)胞增殖活性和堿性磷酸酶的活性，劑量>2．0mmol／L時(shí)表現(xiàn)為抑制作用。而鎘在劑量>0．5μmol／L后，能引起大鼠成骨細(xì)胞增殖活性和堿性磷酸酶活性的下降，與對(duì)照組比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。氟能上調(diào)ODF的表達(dá)水平，與劑量的增加一致。

9、本實(shí)驗(yàn)中鎘在各個(gè)水平均未能誘導(dǎo)ODFmRNA的表達(dá)。0．5、1．0mmol／L的氟能上調(diào)OPG的表達(dá)，在劑量為4．0mmol／L時(shí)則下調(diào)OPG的表達(dá)。鎘則在0．01、0．05lμmol／L時(shí)顯著上調(diào)OPGmRNA的表達(dá)水平，1．0、5．0μmol／L時(shí)則下調(diào)其表達(dá)水平。氟對(duì)VDR、TGF-β、IGF-I的表達(dá)起抑制作用并在高劑量組時(shí)與對(duì)照組比有顯著差異。而0．05μmol／L的鎘能上調(diào)VDRmRNA的表達(dá)水平，>0．5μmol／L時(shí)則抑

10、制其表達(dá)。對(duì)TGF-β與IGF-I而言，鎘能抑制其mRNA的表達(dá)，但分別在>0．5μmol／L和>1．0μmol／L的劑量時(shí)與對(duì)照組比才有顯著性差異。 以上結(jié)果表明，人群接觸氟可導(dǎo)致骨密度下降，引起骨質(zhì)疏松。原因在于接觸氟導(dǎo)致骨形成與骨吸收的程度加強(qiáng)，使氟接觸人群骨轉(zhuǎn)換加速，礦物質(zhì)未能及時(shí)沉積，造成骨量減少。通過(guò)各指標(biāo)尿氟BMDL值的比較，可以認(rèn)為BGP和外周血淋巴細(xì)胞的CBFAlmRNA表達(dá)是比較敏感的能早期反映氟中毒骨損傷的

11、指標(biāo)，而Z評(píng)分是相對(duì)特異且敏感的效應(yīng)指標(biāo)。AKP、HYP缺乏特異性，BAKP則缺乏敏感性。低劑量的氟對(duì)成骨細(xì)胞有直接刺激作用，能促進(jìn)部分成骨細(xì)胞細(xì)胞因子mRNA的表達(dá)水平，但高劑量時(shí)，氟能直接抑制多種促進(jìn)成骨細(xì)胞功能的細(xì)胞因子mRNA的表達(dá)水平，表現(xiàn)出直接的毒害作用。 人群接觸鎘也能導(dǎo)致骨質(zhì)疏松，但要在較高接觸水平時(shí)才與對(duì)照組有明顯差異，與反映鎘致腎功能障礙的指標(biāo)相比，T評(píng)分與Z評(píng)分皆不夠敏感。UMT反映鎘致骨損傷的敏感度不高。