饮水型氟中毒致肾脏损伤的分子机制及硒的影响

发布时间：2017-06-15 10:02

  本文关键词：饮水型氟中毒致肾脏损伤的分子机制及硒的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：氟虽是机体必需的微量元素,但机体长期摄入过量的氟会导致一种全身慢性蓄积中毒的地球化学性疾病,即地方性氟中毒,简称地氟病,可引起氟骨症、氟斑牙等骨相器官的损害,也可引起血液、神经系统等非骨相器官的损害。氟化物在组织器官中的蓄积是造成氟损伤作用的物质基础,肾脏是氟蓄积、排泄以及毒性作用的重要靶器官,过量的氟会对其造成一定的损伤。硒作为具有抗氧化作用的微量元素受到广泛关注。一定量的硒可拮抗氟中毒大鼠体内的高浓度氟,促进尿氟的排泄,清除自由基,提高氟中毒机体抗氧化能力。迄今,氟中毒对机体肾脏损伤情况的研究虽已有报道,但鲜见氟致大鼠肾脏氧化损伤与细胞线粒体凋亡通路相关蛋白／基因之间的关系报道,且对氟中毒的研究主要以不同染氟浓度在相同的染毒时间点上同层次的比较,缺乏不同染氟时间段间的纵向比较,硒对氟的影响研究亦是如此。本研究在前期研究的基础上,在实验方法与指标选择上作了改进,拟探讨饮水型氟中毒致肾脏损伤的分子机制及硒的影响,为地氟病的科学防治提供一定的理论基础和科学依据。本实验选用健康初断乳SD雄性大鼠160只,随机平均分为4组。对照组饮用自来水；染氟组饮用NaF溶液(100mg/L)；染硒组饮用Na2Se03溶液(1.5mg/L)：硒氟联用组饮用NaF与Na2Se03混合溶液(100mg/LNaF+1.5mg/LNa2SeO3);以上溶液均以自来水作为溶剂。分别饲养3个月和6个月后,染氟结束后,应用光镜观察氟中毒致肾组织形态学损伤情况,并检测血液中与肾脏损伤相关生化指标,再对各组大鼠肾脏氧化应激指标和肾脏细胞凋亡情况进行检测,同时检测线粒体凋亡信号通路凋亡相关分子CytC、Caspase 9和Caspase 3的蛋白和基因表达水平。实验结果如下：(1)大鼠体重和肾脏脏器系数测定结果：与对照组相比,3个月、6个月Se组大鼠体重均显著降低(p0.05),其他组体重无显著差异(p0.05),但有降低趋势；与染氟组相比,3个月、6个月硒组大鼠体重均显著降低(p0.05),其他组体重无显著差异(p0.05)。各组大鼠肾脏的脏器系数变化不明显,均无统计学差异(p0.05)。与3个月相比,同处理组之间脏器系数无显著差异(p0.05),但脏器系数有降低趋势。(2)大鼠肾脏损伤相关血液指标的测定结果：与对照组相比,3个月染氟组大鼠尿酸及尿素氮和6个月染氟组大鼠肌酐、尿酸及尿素氮含量显著上升(p0.05),3个月染氟组大鼠肌酐虽有上升趋势,但无统计学差异(p0.05)；与染氟组相比,3个月氟加硒组大鼠尿酸及尿素氮和6个月氟加硒组大鼠肌酐、尿酸及尿素氮含量显著下降(p0.05),3个月氟加硒组大鼠肌酐有下降趋势,但无统计学差异(p0.05)。与3个月相比,6个月氟组肌酐含量显著上升(p0.05),尿酸及尿素氮含量虽有上升趋势,但无统计学差异(p0.05)。(3)大鼠肾脏组织形态结构的观察结果：对照组大鼠肾脏组织形态正常；染氟组大鼠部分肾小球囊腔增大,肾小管上皮细胞水肿,颗粒变性,部分空泡变性,皮髓质交界处肾小管扩张：加硒染氟组大鼠肾脏显微结构明显改善。而与3个月相比,6个月氟组大鼠肾脏损伤明显加重,氟加硒组大鼠肾脏损伤情况明显改善。(4)大鼠肾脏组织生化指标的测定结果：与对照组相比,3个月氟组大鼠GSH-Px活力极显著下降,MDA含量极显著上升(p0.01),6个月氟组大鼠SOD、GSH-Px活力极显著下降,MDA含量上升极显著上升(p0.01),3个月氟组大鼠SOD有下降趋势,但无统计学差异(p0.05)；与染氟组相比,3个月氟加硒组大鼠GSH-Px活力极显著上升,MDA含量极显著下降(p0.01),6个月氟组大鼠SOD、GSH-Px活力极显著上升,MDA含量极显著下降(p0.01),3个月氟组大鼠SOD活力虽有上升趋势,但无统计学差异(p0.05)。而与3个月相比,6个月氟组SOD活力显著下降和MDA含量上升显著上升(p0.05),硒组和氟加硒组SOD活力显著降低(p0.05)。(5)大鼠肾脏凋亡检测情况：光学显微镜下,细胞核中有棕黄色颗粒即为凋亡细胞,凋亡的细胞出现如细胞核固缩、核碎裂等一系列症状。与对照组相比,氟中毒各组大鼠肾脏组织排列无序紊乱,凋亡细胞明显增多；与氟组相比,氟加硒组凋亡细胞减少。而与3个月相比,6个月氟组凋亡细胞数量有增多的趋势,而氟加硒组凋亡细胞数量有减少的趋势。(6) RT-PCR检测结果：与对照组相比,3个月和6个月氟组CytC、Caspase 9、 Caspase 3 mRNA表达水平均极显著上升(p0.01),与氟组相比,氟加硒组CytC、Caspase 9、Caspase 3 mRNA表达水平均极显著下降(p0.01)。与3个月相比,6个月氟组CytC、Caspase 9、Caspase 3 mRNA表达水平均明显上升,氟加硒组明显降低。(7) Western blot检测结果：与对照组相比,3个月和6个月氟组、硒组和氟加硒组CytC蛋白表达水平、Caspase 9蛋白活化水平均极显著上升(p0.01)(其中6个月氟加硒组CytC蛋白表达水平显著上升(p0.05)),氟组和硒组Caspase 3蛋白活化水平均极显著上升(p0.01),氟加硒组Caspase 3蛋白活化水平显著上升(p0.05)；与氟组相比,氟加硒组CytC、活化Caspase 9、活化Caspase 3蛋白水平均极显著下降(p0.01)。与3个月相比,6个月氟组CytC、活化Caspase 9、活化Caspase 3蛋白水平均有所上升,氟加硒组有降低趋势。总之,饮水型氟中毒会引起机体肾脏氧化应激损伤及肾脏细胞凋亡增多,从而影响肾功能。其分子机制可能是：氟中毒致肾脏线粒体凋亡通路经中CytC-Caspase 9-Caspase3三个分子基因/蛋白表达水平的改变。此外,相同浓度的硒在不同染毒方式下具有不同的生物学效应。硒单独暴露于机体时,表现出毒性作用,而硒氟联用时,一定剂量的硒可逆转氟中毒致机体肾脏线粒体凋亡相关信号分子CytC、Caspase 9、Caspase 3基因和蛋白的异常表达,从而对氟致肾脏损伤起拮抗作用。
【关键词】：氟中毒 硒 肾脏 CytC Caspase 9 Caspase 3
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R599.1;R692
【目录】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-13
• 符号说明13-14
• 1 绪论14-25
• 1.1 地方性氟中毒的研究概况14-21
• 1.1.1 氟的生物学效应15-16
• 1.1.2 氟毒性的研究进展16-19
• 1.1.3 氟中毒发病机理的研究进展19-21
• 1.2 硒与氟中毒21-23
• 1.2.1 硒的生物学效应21
• 1.2.2 硒与氟中毒的研究进展21-22
• 1.2.3 硒与氟中毒作用机制研究进展22-23
• 1.3 研究的意义23-25
• 2 材料与方法25-36
• 2.1 实验动物25
• 2.2 实验分组25
• 2.3 器材与试剂25-26
• 2.3.1 实验器材25-26
• 2.3.2 实验试剂26
• 2.4 实验方法26-35
• 2.4.1 肾脏脏器系数的测定26
• 2.4.2 肾功能相关血液指标的测定26-27
• 2.4.3 肾脏组织相关生化指标测定27-30
• 2.4.4 肾脏组织形态学观察30
• 2.4.5 肾脏细胞凋亡检测30-31
• 2.4.6 RT-PCR31-34
• 2.4.7 Western blot34-35
• 2.5 数据统计分析35-36
• 3 实验结果36-46
• 3.1 3个月、6个月雄鼠体重和肾脏脏器系数36
• 3.2 肾脏损伤相关血液指标的测定结果36-38
• 3.3 对大鼠肾脏组织形态结构的影响38-39
• 3.4 肾脏组织生化指标测定结果39-41
• 3.5 肾脏组织细胞凋亡检测结果41-42
• 3.6 大鼠肾脏CytC、Caspase 9、Caspase3 mRNA表达水平测定结果42-43
• 3.7 大鼠肾脏CytC、Caspase 9、Caspase3蛋白表达水平测定结果43-46
• 4 讨论46-50
• 5 结论50-51
• 参考文献51-61
• 攻读学位期间取得的研究成果61-62
• 致谢62-64

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本文编号：452086