長(zhǎng)期低水平鎘暴露致大鼠腎臟毒效應(yīng)的研究.pdf

1、鎘污染對(duì)人類健康的危害一直是重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題。腎臟是鎘暴露致機(jī)體毒性損傷的靶器官和蓄積部位。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)境中的鎘污染毒效應(yīng)評(píng)價(jià)已由大劑量急性暴露研究轉(zhuǎn)向接近實(shí)際的低水平長(zhǎng)期暴露研究。本研究以Sprague Dawley(SD)大鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織下的食品添加劑聯(lián)合專家委員會(huì)(JECFA)制訂的食品中鎘暫定每月可耐受攝入量（PTMI，25μg/kg·bw）換算成每日灌胃鎘劑量(0.1mg/kg/d)為低劑量組

2、，以鎘污染區(qū)居民平均每日膳食鎘暴露量(10μg/kg·bw)換算成每日灌胃鎘劑量（1.0mg/kg/d）為高劑量組，進(jìn)行為期8周的灌胃染毒，觀察大鼠腎毒性損傷效應(yīng)、探索更靈敏的腎毒性損傷早期指標(biāo)，并探討可能的毒性機(jī)理，以期為實(shí)際狀態(tài)下的鎘暴露致腎毒性研究提供一定的參考依據(jù)。研究?jī)?nèi)部包括兩部分:
　　一、長(zhǎng)期低水平鎘染毒對(duì)大鼠腎臟毒效應(yīng)研究
　　24只SD大鼠隨機(jī)分為3組，每組8只，雌雄各半，分別為對(duì)照組(control)，低

3、劑量組（0.1mg/kg/d），高劑量組(1.0mg/kg/d)。對(duì)照組大鼠每天灌以生理鹽水，高低劑量組每天以CdCl2溶液進(jìn)行灌胃染毒，每100g體重灌胃體積1.0mL。分別于染毒前（第0天），染毒后第1，3，5，7，14，21，28，35，42，49，56天收集大鼠24h尿液，測(cè)定尿中鎘含量;檢測(cè)第0，14，28，35，42，56天尿中β2-MG、RBP、MT、Klotho蛋白含量變化。于第0，14，28，35，42，56天大鼠尾部

4、取血，測(cè)定血清中Klotho蛋白水平。染毒結(jié)束后，取大鼠腎臟組織測(cè)定鎘含量、觀察病理學(xué)變化。
　　結(jié)果表明，染毒組尿鎘含量隨著染毒時(shí)間延長(zhǎng)而升高，高劑量組尿鎘含量高于低劑量組，其中高劑量組雄性和雌性大鼠尿鎘水平分別在第49天和第42天較對(duì)照組明顯提高(P＜0.05)。鎘染毒組尿中β2-MG、RBP、MT三種蛋白隨著染毒時(shí)間延長(zhǎng)而升高，其中雌性大鼠三種蛋白升高的程度高于雄性大鼠，高劑量組蛋白水平高于低劑量組。鎘染毒組尿中Klotho

5、蛋白隨著染毒時(shí)間延長(zhǎng)而降低，高劑量組尿中蛋白水平降低程度高于低劑量組，其中雌性大鼠Klotho蛋白隨染毒時(shí)間的延長(zhǎng)而降低程度大于雄性大鼠，但四種蛋白水平的變化與對(duì)照組相比沒(méi)有明顯的差異(P＞0.05)。鎘染毒組血清中Klotho蛋白隨著染毒時(shí)間延長(zhǎng)而降低，高劑量組血清中蛋白水平低于低劑量組，其中高劑量組雌性大鼠血清蛋白水平在染毒結(jié)束時(shí)（第56天）較對(duì)照組明顯降低(P＜0.05)，雄性大鼠與對(duì)照組相比未出現(xiàn)明顯降低（P＞0.05）。高劑量

6、組大鼠腎鎘含量明顯高于對(duì)照組和低劑量組(P＜0.01)。腎病理組織觀察可見(jiàn)對(duì)照組腎小管和腎小球上皮細(xì)胞完好，均未損傷;鎘染毒組大鼠腎損傷主要發(fā)生在腎小管處，低劑量組雌雄性大鼠腎小管均出現(xiàn)輕微水腫，高劑量組雌性大鼠腎損傷較雄性大鼠更明顯，表現(xiàn)為腎小管上皮細(xì)胞發(fā)生明顯的水腫、部分出現(xiàn)變性或凋亡，腎小球萎縮，并伴有炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。
　　上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示:尿鎘作為機(jī)體長(zhǎng)期接觸鎘的內(nèi)負(fù)荷指標(biāo)，雄性大鼠高劑量染毒第49天后出現(xiàn)明顯升高，雌性大鼠

7、尿鎘早在第42天就已出現(xiàn)尿鎘升高。腎臟病理學(xué)觀察進(jìn)一步驗(yàn)證了高劑量組較低劑量組腎臟損傷嚴(yán)重，雌性大鼠較雄性腎臟毒效應(yīng)表現(xiàn)明顯。提示高劑量鎘染毒引起的腎組織損傷;雌性大鼠腎損傷較雄性大鼠嚴(yán)重。在本文的低水平鎘染毒下，大鼠尿中β2-MG、RBP、MT、Klotho四種蛋白無(wú)顯著變化，但大鼠血清中Klotho蛋白相比于尿中有顯著差異，雌性大鼠較雄性差異顯著;血清中Klotho蛋白相較其他三種蛋白與對(duì)照組相比出現(xiàn)顯著變化，提示Klotho蛋白有

8、可能作為鎘致腎毒性損傷的敏感指標(biāo)。Klotho蛋白作為腎臟保護(hù)作用因子，可減少超氧化物陰離子產(chǎn)生和脂類過(guò)氧化物，并誘導(dǎo)超氧化物歧化物酶(SOD)表達(dá)作用來(lái)降低氧化應(yīng)激對(duì)腎臟損傷，提示在本文研究長(zhǎng)期低水平鎘染毒致腎臟毒性可能與氧化應(yīng)激損傷有關(guān)。
　　二、長(zhǎng)期低水平鎘染毒對(duì)大鼠腎臟組織抗氧化性能的影響
　　在上述8周鎘灌胃染毒實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取大鼠腎臟組織，檢測(cè)其中MDA含量及SOD、GSH-Px、CAT三種酶活性。結(jié)果顯示，染毒組

9、大鼠腎組織中MDA的含量隨著鎘灌胃劑量增加而增加，高劑量組MDA含量明顯高于與對(duì)照組(P＜0.05);雌和雄性大鼠MDA含量相比于對(duì)照組分別上升了66.67％和41.47％;腎組織中SOD、GSH-Px、CAT三種抗氧化酶活性均隨著染毒劑量增加而降低，雌性大鼠腎組織中三種酶活性均低于雄性大鼠，其中GSH-Px酶活性較雄性大鼠明顯的降低(P＜0.05)。
　　以上結(jié)果提示:MDA作為反映脂質(zhì)過(guò)氧化強(qiáng)弱的一個(gè)重要指標(biāo)，高劑量組大鼠腎組

10、織MDA含量明顯增加，雌性大鼠更為明顯，說(shuō)明腎組織發(fā)生了脂質(zhì)過(guò)氧化，且鎘暴露致雌性大鼠的腎組織脂質(zhì)過(guò)氧作用更強(qiáng)。SOD、GSH-Px、CAT機(jī)體中主要保護(hù)酶系統(tǒng)，三種酶聯(lián)合作用清除活性氧自由基，保護(hù)組織免受自由基傷害。染毒組中抗氧化酶GSH-Px、SOD、CAT酶活性較對(duì)照組降低，說(shuō)明長(zhǎng)期低水平鎘染毒下腎組織發(fā)生了氧化損傷，且雌性大鼠腎臟組織氧化損傷更明顯。
　　本文研究結(jié)果表明，模擬人群膳食鎘暴露下的染毒劑量會(huì)對(duì)機(jī)體腎臟產(chǎn)生毒性