谷氨酸-谷氨酰胺循環(huán)紊亂在鑭所致大鼠仔鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞損傷中的作用研究.pdf

1、稀土(Rare earth，RE)由17種元素組成，其中鑭至銪為輕稀土元素，釓至镥為重稀土元素。近年來稀土被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、工業(yè)、國防和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)以及生物醫(yī)學(xué)研究當(dāng)中，受到政府和科學(xué)界的普遍重視。但是隨著稀土的廣泛開發(fā)利用和越來壏多地進(jìn)入到環(huán)境、生物鏈和食物鏈中，使人們在日常生活當(dāng)中不可避免地接觸到或低或高水平的稀土。因此，稀土元素對于生態(tài)環(huán)境以及人類健康的影響已成為人們關(guān)注的衛(wèi)生學(xué)問題。
　　 有報(bào)道表明稀土元素具有神

2、經(jīng)毒性，其作用與Al3+相似，亦有神經(jīng)阻滯劑功能。中樞神經(jīng)系統(tǒng)是人體最重要的系統(tǒng)之一，而且對外源化學(xué)物的毒性作用比較敏感，因此稀土元素對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損害作用尤其值得重視。稀土礦區(qū)流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果表明，稀土能夠通過長期低劑量攝入而在兒童大腦中蓄積，并引發(fā)毒性效應(yīng)，具體表現(xiàn)為神經(jīng)功能受到抑制，智商降低，從而危及礦區(qū)兒童的基本素質(zhì)，可能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。動物實(shí)驗(yàn)也證明了稀土對神經(jīng)系統(tǒng)有毒性作用，表現(xiàn)為通過損傷大腦海馬區(qū)域結(jié)構(gòu)促使細(xì)胞凋亡從而影響

3、學(xué)習(xí)記憶；影響神經(jīng)細(xì)胞的代謝活力；影響神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和重?cái)z取等。
　　 谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最重要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，對維持正常腦功能至關(guān)重要。神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞之間的“谷氨酸-谷氨酰胺循環(huán)”對于維持谷氨酸的正常生成、貯存、釋放和重?cái)z取起到關(guān)鍵性的作用。這一循環(huán)如果發(fā)生紊亂，就會引起突觸間隙谷氨酸濃度的異常，進(jìn)而影響突觸后神經(jīng)元的功能。現(xiàn)已證實(shí)星形膠質(zhì)細(xì)胞對谷氨酸的攝取障礙是造成突觸間隙該遞質(zhì)濃度過高的重要原因，也是導(dǎo)致興奮性神

4、經(jīng)毒性的基礎(chǔ)。
　　 鑭是輕稀土元素的代表，化學(xué)性質(zhì)活潑，可與多種組織成分發(fā)生反應(yīng)，其對于神經(jīng)系統(tǒng)的毒性作用已有報(bào)道。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)，鑭可引起神經(jīng)細(xì)胞凋亡，但機(jī)制不清。本實(shí)驗(yàn)擬經(jīng)飲水給予大鼠氯化鑭，比較不同劑量組染毒大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞Glu、Gln、GSH含量、GS酶、Na+-K+-ATP酶活力的差異，以及細(xì)胞凋亡率的改變，探討鑭對于“谷氨酸-谷氨酰胺循環(huán)”的影響及其在鑭所致大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞損傷中的作用，為闡明鑭的神經(jīng)毒作用機(jī)

5、制提供試驗(yàn)資料。
　　 實(shí)驗(yàn)分組
　　 分別給予大鼠仔鼠0.25％、0.5％、1％氯化鑭蒸餾水溶液飲水染毒，對照組給予蒸餾水。
　　 研究方法:
　　 1、流式細(xì)胞儀法測定鑭暴露大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞凋亡情況；
　　 2、分光光度計(jì)法測定鑭暴露大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞Glu含量；
　　 3、分光光度計(jì)法測定鑭暴露大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞Gln含量；
　　 4、分光光度計(jì)法測定鑭暴露大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞GSH

6、含量；
　　 5、分光光度計(jì)法測定鑭暴露大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞GS酶活力；
　　 6、分光光度計(jì)法測定鑭暴露大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞Na+-K+-ATP酶活力；
　　 7、western blot法測定鑭暴露大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞GLT-1的表達(dá)情況。
　　 結(jié)果:
　　 1、流式細(xì)胞儀測定神經(jīng)細(xì)胞凋亡情況的結(jié)果
　　 鑭暴露各組中0.25％組與對照組之間沒有顯著性差異(P＞0.05)；0.5％組、1.0％組

7、細(xì)胞凋亡率顯著高于對照組(P＜0.05)；且0.25％、0.5％、1.0％組之間亦有顯著性差異(P＜0.05)。
　　 2、分光光度計(jì)測定海馬神經(jīng)細(xì)胞Glu含量的結(jié)果
　　 鑭暴露各組中0.25％組與對照組之間沒有顯著性差異(P＞0.05)；0.5％組、1.0％組細(xì)胞Glu濃度顯著高于對照組(P＜0.05)；且0.25％、0.5％、1.0％組之間亦有顯著性差異(P＜0.05)。
　　 3、分光光度計(jì)測定海馬神經(jīng)細(xì)

8、胞Gln含量的結(jié)果
　　 鑭暴露各組中0.25％組與對照組之間沒有顯著性差異(P＞0.05)；0.5％組、1.0％組細(xì)胞Gln濃度顯著低于對照組(P＜0.05)；且0.25％、0.5％、1.0％組之間也有顯著性差異(P＜0.05)。
　　 4、分光光度計(jì)測定海馬神經(jīng)細(xì)胞GSH含量的結(jié)果
　　 鑭暴露各組中0.25％組與對照組之間沒有顯著性差異(P＞0.05)；0.5％組、1.0％組細(xì)胞GSH濃度顯著低于對照組(P

9、＜0.05)；且0.25％、0.5％、1.0％組之間也有顯著性差異(P＜0.05)。
　　 5、分光光度計(jì)測定神經(jīng)細(xì)胞GS酶活力的結(jié)果
　　 鑭暴露各組中0.25％組與對照組之間沒有顯著性差異(P＞0.05)；0.5％組、1.0％組細(xì)胞GS酶活力顯著低于對照組(P＜0.05)；且0.25％、0.5％、1.0％組之間也有顯著性差異(P＜0.05)。
　　 6、分光光度計(jì)測定鑭暴露大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞Na+-K+-ATP

10、酶活力
　　 鑭暴露各組中0.25％組與對照組之間沒有顯著性差異(P＞0.05)；0.5％組、1.0％組細(xì)胞Na+-K+-ATP酶活力顯著低于對照組(P＜0.05)；且0.25％、0.5％、1.0％組之間也有顯著性差異(P＜0.05)。
　　 7、western blot電泳法鑭暴露大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞GLT-1的表達(dá)情況
　　 隨著LaC13劑量的增加，GLT-1蛋白表達(dá)下降，0.25％組與對照組之間沒有顯著性差異

11、(P＞0.05)；0.5％組、1.0％組細(xì)胞GLT-1表達(dá)顯著低于對照組(P＜0.05)；且0.25％、0.5％、1.0％組之間也有顯著性差異(P＜0.05)。
　　 結(jié)論:
　　 1、氯化鑭能夠減少AC GLT-1的表達(dá)，抑制Na+-K+-ATP酶的活力，降低AC攝取Glu的能力，使大鼠海馬組織的Glu含量明顯增加。
　　 2、氯化鑭可抑制AC內(nèi)GS的活力，阻礙Glu轉(zhuǎn)變?yōu)镚ln，使Gln的生成量減少。