外源性GSH對(duì)砷暴露小鼠體內(nèi)砷甲基代謝和腦Glu及NO代謝影響的研究.pdf

1、水型地方性砷中毒是我國主要的地方病之一。水砷是人群砷暴露的主要途徑。飲水中的砷形態(tài)主要是無機(jī)砷(inorganic arsenic，iAs)，攝入的iAs在胃腸道被吸收后，通過門靜脈進(jìn)入肝組織，在肝臟經(jīng)甲基化代謝后，形成的不同砷形態(tài)入血，進(jìn)而分布到全身的各組織器官。研究顯示，砷甲基代謝終產(chǎn)物—五價(jià)二甲基砷(Dimethylarsinic acid，DMA5+)的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于iAs及三價(jià)一甲基砷(Monomethylarsonous ac

2、id，MMA3+)。因此，肝臟對(duì)攝入體內(nèi)iAs的甲基化代謝能力，決定著進(jìn)入其他組織器官的砷形態(tài)，進(jìn)而影響砷對(duì)不同組織器官的毒性作用。 砷對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毒性作用引起了人們的廣泛關(guān)注。谷氨酸(Glutamate，Glu)是哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)重要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)。Glu水平的異?？梢詫?dǎo)致腦高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)的紊亂。谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase，GS)是腦組織內(nèi)Glu代謝的關(guān)鍵酶。一氧化氮(Nitric ox

3、ide，NO)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的重要信使分子，介導(dǎo)神經(jīng)元對(duì)興奮性氨基酸的反應(yīng)。一氧化氮合酶( Nitric oxide synthase，NOS)是催化NO合成的關(guān)鍵酶。砷對(duì)腦組織中Glu和NO水平及相關(guān)代謝相關(guān)酶活性的影響也很可能是砷對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒作用的途徑之一。砷是親硫元素，砷暴露可以引起機(jī)體內(nèi)GSH水平的下降，導(dǎo)致機(jī)體的氧化損傷。 本研究中，我們通過對(duì)飲水砷暴露小鼠給予不同劑量的外源性GSH，探討GSH對(duì)砷在小鼠體內(nèi)甲基

4、化代謝的影響，并進(jìn)一步探討外源性GSH對(duì)改善砷在腦組織內(nèi)毒性作用的影響，為指導(dǎo)我國地方性砷中毒的防治工作提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 材料和方法 1、物選擇與分組 選擇健康、清潔級(jí)昆明種雌性小鼠40只，體重(25.0±2.0)克，適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后，將小鼠隨機(jī)分為5組，對(duì)照組(Con)、單純?nèi)旧榻M(As)、低劑量GSH組(GSH-L)、中劑量GSH組(GSH-M)和高劑量GSH組(GSH-H)，每組8只小鼠。 2、物及染

5、毒方式 以亞砷酸鈉為染毒物。用蒸餾水配成含砷濃度50 mg/L的水溶液(每24小時(shí)新鮮配制)。染毒期間各實(shí)驗(yàn)組小鼠以自由飲水方式飲含砷水，對(duì)照組小鼠飲蒸餾水，染毒時(shí)間為4周。以GSH為受試物。從染砷的第4周起，同時(shí)腹腔內(nèi)注射200、400或800 mg/kg體重的GSH溶液(用生理鹽水新鮮配制)，對(duì)照組和單純?nèi)旧榻M小鼠在相同時(shí)間內(nèi)腹腔內(nèi)注射生理鹽水，共注射7天。末次注射后24 h處死小鼠。摘眼球取血，并快速取肝和腦組織，-40℃

6、冰箱冷凍保存。 3、測(cè)指標(biāo)與方法 (1)肝、腦及血中不同砷形態(tài)測(cè)定：氫化物發(fā)生-原子捕獲-原子吸收分光光度法。 (2)谷氨酰胺合成酶活性測(cè)定：γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶的非生理學(xué)催化反應(yīng)。 (3)谷氨酸含量測(cè)定：采用南京建成試劑盒測(cè)定。 (4)一氧化氮合酶活性測(cè)定：采用南京建成試劑盒測(cè)定。 (5)一氧化氮含量測(cè)定：采用南京建成試劑盒測(cè)定。 (6)組織蛋白含量測(cè)定：雙縮脲法。 (7)血

7、、肝組織中GSH含量測(cè)定：二硫雙硝基苯甲酸法。 4.統(tǒng)計(jì)分析 檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，用SPSS13.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理。血和腦中各砷形態(tài)含量不呈正態(tài)分布，采用秩和檢驗(yàn)(Kruskal-Wallis test)，組間比較采用秩次代替原變量進(jìn)行ANOVA及SNK參數(shù)分析。其它指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析采用ANOVA及SNK的參數(shù)分析。 結(jié)果： 小鼠肝、血和腦中單純?nèi)旧榻MiAs、MMA和DMA含量均比對(duì)照組有顯著升高。小鼠

8、腦中單純?nèi)旧榻MGS和NOS活性及NO含量與對(duì)照組比顯著降低，Glu含量與對(duì)照組比顯著升高。小鼠肝、血中單純?nèi)旧榻MGSH含量比對(duì)照組有顯著降低。GSH各劑量干預(yù)組各砷形態(tài)含量在血、腦中均比單純?nèi)旧榻M降低。GSH各劑量干預(yù)組間肝DMA含量比較無顯著差異。GSH-H干預(yù)組與GSH-M干預(yù)組血中DMA含量比較有顯著差異(P<0.05)，與GSH-L干預(yù)組無顯著差異。GSH-H干預(yù)組肝中一甲基化率(PMI)和二甲基化率(SMI)均顯著高于GSH-

9、L組(P<0.05)。GSH-H干預(yù)組血中SMI顯著高于GSH-L、M干預(yù)組干預(yù)(P<0.05)。GSH-H干預(yù)組肝中GSH含量與GSH-L、M干預(yù)組比有顯著升高(P<0.05)。GSH-H組的TNOS活性和NO含量均比單純?nèi)旧榻M顯著升高(P<0.05)。GSH各劑量干預(yù)組小鼠的GS活性和Glu含量與單純?nèi)旧榻M比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 結(jié)論： 1、外源性GSH可以促進(jìn)肝中iAs的甲基化代謝，加速iAs轉(zhuǎn)變成MMA和DMA。從而