稀土元素對(duì)小鼠免疫和肝功能影響.pdf

1、鑭系元素(Lanthanides，Ln)位于化學(xué)元素周期表中第ⅢB族，由鑭(La)至镥(Lu)15種元素組成，加上與它們相似的鈧(Sc)和釔(Y)共17種化學(xué)元素，統(tǒng)稱作稀土元素(REEs)。由于擁有獨(dú)特的4f電子軌道結(jié)構(gòu)以及與鈣離子相似的性質(zhì)，稀土元素廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)藥等行業(yè)。中國(guó)是稀土大國(guó)，稀土農(nóng)用是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的領(lǐng)域。含稀土元素的微肥或添加劑對(duì)農(nóng)作物及牲畜具有提質(zhì)增產(chǎn)，提高抗病力的作用。隨著稀土在農(nóng)牧業(yè)廣泛使用，這種生物非必須元素不

2、可避免地進(jìn)入環(huán)境并隨食物鏈積累于人體。國(guó)內(nèi)外早已開(kāi)展了稀土毒理研究。但是有關(guān)稀土對(duì)免疫器官，如脾臟以及對(duì)免疫系統(tǒng)的生物效應(yīng)研究較少，且往往集中于單個(gè)稀土元素或稀土混合物，對(duì)不同稀土元素所產(chǎn)生的不同生物效應(yīng)的比較研究不多。因此我們選用鑭(La)、鈰(Ce)、釹(Nd)三種主要的農(nóng)用稀土元素，分別采用腹腔和口徑染毒小鼠的方法，圍繞稀土對(duì)小鼠體內(nèi)脾臟的損傷機(jī)制，對(duì)免疫和肝功能的的影響以及體外稀土對(duì)酶蛋白的作用等方面開(kāi)展研究，嘗試從動(dòng)物整體、器

3、官、組織、細(xì)胞和分子等不同層次了解稀土的生物效應(yīng)，為稀土農(nóng)用的安全評(píng)估提供參考。
　　 論文主要涉及以下內(nèi)容：
　　 (1)研究了亞慢性腹腔染毒氯化稀土溶液對(duì)小鼠脾臟的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)稀土處理引起小鼠脾臟腫大，脾體比增高，與肝、肺、腎等器官相比，三種稀土元素在脾中的積累濃度最高，通過(guò)電鏡切片觀察到稀土離子損傷了脾細(xì)胞，造成細(xì)胞凋亡以及線粒體增殖腫大。脾組織抗氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明稀土對(duì)脾臟造成了氧化傷害，引起了脾組織內(nèi)活性氧自由

4、基升高以及脂質(zhì)過(guò)氧化，同時(shí)抑制了酶和非酶系統(tǒng)的抗氧化水平。另外稀土離子還通過(guò)激活誘導(dǎo)型一氧化氮合酶活性，顯著提高了脾組織中一氧化氮含量，進(jìn)一步加劇對(duì)脾的損傷。實(shí)驗(yàn)證實(shí)由腹腔進(jìn)入體內(nèi)的稀土離子易在脾臟中蓄積，進(jìn)入脾細(xì)胞后對(duì)脾臟產(chǎn)生刺激作用，并誘導(dǎo)脾組織氧化損傷，提示稀土元素可能對(duì)小鼠免疫系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。在這三種稀土離子處理中，Ce3+處理組表現(xiàn)出最嚴(yán)重的脾細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)損傷和脾組織氧化脅迫，其次是Nd3+處理組，La3+處理影響較Ce3+

5、和Nd3+輕微。
　　 (2)研究了亞慢性腹腔染毒硝酸稀土溶液對(duì)小鼠幾個(gè)重要器官以及血生化指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)稀土引起小鼠脾體比、腺體比和肝體比的增加，通過(guò)血生化分析發(fā)現(xiàn)稀土對(duì)小鼠心肌、肝臟以及腎臟功能均產(chǎn)生損傷作用，同時(shí)肝組織病理切片觀察到稀土處理的組肝組織出現(xiàn)中央靜脈淤血、擴(kuò)張，細(xì)胞壞死以及嗜堿性變等癥狀。這些結(jié)果證實(shí)稀土由腹腔進(jìn)入體內(nèi)對(duì)小鼠一些重要組織和器官，如胸腺、心臟、肝臟、脾臟以及腎臟等都帶來(lái)了不良影響。提示稀土對(duì)動(dòng)物體

6、的影響廣泛。我們還發(fā)現(xiàn)不同稀土離子處理后，Ce3+對(duì)小鼠的毒害程度最嚴(yán)重，不但嚴(yán)重干擾肝功能并損傷了肝組織，另外還對(duì)心肌、腎等器官造成一定傷害；相對(duì)Ce3+，Nd3+對(duì)小鼠造成的傷害較輕；La3+對(duì)心、腎等器官無(wú)明顯影響，損傷作用最輕。
　　 (3)研究了長(zhǎng)期口徑染毒稀土離子對(duì)小鼠免疫及肝功能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)稀土對(duì)小鼠的影響具有劑量效應(yīng)：低劑量影響較輕，中、高劑量則隨劑量增加對(duì)小鼠免疫和肝功能造成了不同程度的損傷，包括抑制外周血

7、T、B淋巴細(xì)胞以及NK細(xì)胞，降低血液中白細(xì)胞、血小板和網(wǎng)織紅細(xì)胞數(shù)以及血清免疫球蛋白IgM水平，破壞正常肝功能，干擾肝臟糖、脂的代謝，損傷肝組織以及破壞了脾臟超微結(jié)構(gòu)。其中高劑量產(chǎn)生的損傷比中劑量明顯，還嚴(yán)重影響小鼠的生長(zhǎng)發(fā)育。本部分提示長(zhǎng)期接觸稀土元素可能降低人體免疫水平，損傷肝功能，并對(duì)整體帶來(lái)負(fù)面效應(yīng)。三種不同稀土離子處理后，Ce3+表現(xiàn)出最明顯的抑制和損傷效應(yīng)，Nd3+和La3+其次。
　　 以上三部分研究認(rèn)為，La3+

8、、Ce3+、Nd3+對(duì)小鼠造成不同程度損傷以及不同損傷機(jī)制的原因可能與稀土元素4f軌道的電子數(shù)有關(guān)。
　　 (4)以離體的牛紅血球超氧化物歧化酶(SOD)為實(shí)驗(yàn)材料，探討了Ce3+對(duì)SOD酶活性和構(gòu)象的影響，發(fā)現(xiàn)Ce3+對(duì)酶的活性具有兩面性，低濃度Ce3+處理時(shí)，SOD活性逐漸增加，且顯著高于對(duì)照，高濃度Ce3+處理時(shí)，SOD活性逐漸下降。光譜學(xué)分析表明Ce3+能夠與酶結(jié)合，結(jié)合位點(diǎn)數(shù)為0.96，結(jié)合常數(shù)分別為6.78×105L