硒对镉暴露大鼠肝、睾丸毒性的剂量选择性保护作用

发布时间：2017-06-06 03:07

  本文关键词：硒对镉暴露大鼠肝、睾丸毒性的剂量选择性保护作用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：【背景】由于地质污染、工矿业排污和废旧镍镉电池的处置不当,我国多数地区水体和土壤遭受镉污染,目前已经报道的有30余处,涉及全国16个省市自治区。这些镉污染区域的稻米、水产品和饮用水中镉的含量严重超标,导致镉污染的暴露人群数量巨大,镉暴露导致的骨代谢异常(痛痛病)、肾脏毒性和生殖毒性都严重威胁人类的健康,目前还没有治疗镉暴露导致疾病的有效手段,如何解决镉暴露对健康的危害已经成为刻不容缓的医学难题。目前已对镉毒性进行了广泛研究,其中较多研究集中在骨代谢异常,镉暴露引起的睾丸毒性、肝毒性也有不少报道。但是,镉致睾丸毒性以及肝毒性的确切机制,仍不清楚。有研究提示,镉致脏器毒性的机制可能与氧化应激损伤相关。硒是人体的必需微量元素,作为一种自由基清除剂,具有抗氧化和抗衰老功能。硒也是多种含硒蛋白的活性成分,在抗氧化中起着重要作用,除了可能抑制镉诱导的氧化损伤,硒还可能与镉直接进行化学性结合而降低镉的毒性。因此探讨硒拮抗镉诱导的抗氧化作用以及剂量效应关系,对于进一步采用人群适量补硒以发挥对镉的解毒作用,可能是一条比较理想和可行的途径。【目的】研究镉暴露大鼠肝脏、睾丸氧化损伤作用及硒干预的剂量效应关系,寻找有效的保护剂量,以初步阐明作用机制。【方法】以Brl-3A(大鼠肝细胞)、Sertoli(大鼠睾丸支持细胞)细胞和SD大鼠为研究对象,实验分为:阴性对照组、硒对照组、镉暴露组、硒干预组。研究镉造成的肝脏、睾丸氧化损伤,镉诱导细胞凋亡,硒对镉毒性的拮抗作用机制。1.动物水平实验:主要研究镉毒性及氧化损伤,硒对其拮抗作用的剂量效应关系。采用SD大鼠作为研究对象,通过灌胃氯化镉诱导大鼠肝脏、睾丸慢性氧化损伤,并同时在硒对照组和硒干预组灌胃给予亚硒酸钠处理,阴性对照组只给予生理盐水。采用免疫荧光研究硒对镉损伤的肝细胞、睾丸细胞中活性氧(ROS)水平的影响。蛋白免疫印迹法研究硒对镉诱导肝、睾丸细胞凋亡的保护作用。测定镉中毒大鼠肝脏、睾丸组织中硒对其氧化损伤的影响。主要的观察指标有大鼠睾丸和肝组织的病理变化,全血中氧化、抗氧化酶活力的变化,Nrf-2等抗氧化分子蛋白表达、细胞凋亡等指标的变化。2.细胞水平实验:主要研究镉致细胞氧化损伤、适当剂量硒对镉毒性的拮抗机制。在动物实验研究的基础上,采用Brl-3A细胞、Sertoli细胞作为研究对象,预先给细胞硒处理,再给予镉暴露,以进一步研究硒对镉损伤的保护作用机制。采用荧光标记法测定细胞中ROS的水平,Annexin V/PI法检测硒对镉暴露致细胞凋亡的保护作用。采用Mito-SOXTM荧光探针检测线粒体中ROS的水平以及线粒体膜电位的变化对线粒体的影响。蛋白免疫印迹法,分析细胞中凋亡、氧化还原相关蛋白,如Bcl-2、Bax、Nrf-2蛋白水平变化。进一步探讨硒拮抗镉毒性的相关机制。3.综合分析:将动物实验和细胞水平实验进行比对研究,寻找共同点与差异点,以提出初步硒对镉毒性拮抗的新思路。【结果】1.动物实验结果表明,镉暴露条件下,大鼠肝、睾丸细胞中ROS水平升高,丙二醛(MDA)水平升高,还原性谷胱甘肽(GSH)水平降低,细胞氧化水平升高。同时,镉暴露后,大鼠肝、睾丸细胞中Nrf-2及其调控的抗氧化酶GPx-1、SOD-2和CAT活力及蛋白水平表达降低,表明肝、睾丸细胞抗氧化能力下降,这些结果说明镉暴露条件下大鼠的肝脏、睾丸处于明显的氧化应激状态。2.在ROS作用下,镉可以使肝、睾丸组织中促凋亡蛋白Bax水平上调,而抗凋亡蛋白Bcl-2水平下调,导致细胞发生凋亡。细胞的氧化应激与凋亡导致血清中ALT、AST的水平升高,睾酮水平降低,肝功能、睾丸功能严重受损。3.细胞实验结果表明,镉暴露诱导ROS水平升高,可以使Brl-3A和Sertoli细胞活力降低,总的凋亡率升高说明镉暴露诱导细胞凋亡,线粒体膜电位降低表明细胞内外的质子浓度梯度发生改变,提示线粒体的氧化损伤可能与镉诱导细胞凋亡相关。4.给予硒干预后,大鼠肝、睾丸细胞中ROS水平降低,MDA水平显著降低,GSH水平升高;Nrf-2及其调控的抗氧化酶活力升高,蛋白表达水平升高;Bax水平下调,Bcl-2水平上调;表明硒可有效拮抗镉诱导的大鼠肝脏、睾丸的氧化损伤,且具有一定的剂量选择性。5.在Brl-3A、Sertolie细胞中,给予硒预处理,Brl-3A和Sertoli细胞ROS水平均降低,细胞凋亡率也降低,线粒体膜电位升高,Nrf-2等抗氧化分子蛋白水平升高,表明给予硒预处理能够有效抑制细胞中镉损伤。【结论】1.镉暴露可导致大鼠肝脏、睾丸细胞凋亡、坏死和氧化应激。2.线粒体可能是镉诱导细胞凋亡的重要靶点,线粒体的氧化损伤在镉诱导细胞凋亡、坏死中起着关键作用;3.硒可有效抑制镉诱导的脏器损伤、细胞氧化损伤,但具有一定的剂量范围和剂量选择性,即0.1mg Se/kg以下剂量实验动物模型安全、有效;4.0.2mg Se/kg单纯硒灌胃干预对大鼠是安全的,但用此剂量进行干预存在肝脏、睾丸细胞损伤加重的风险;5.抗氧化应激的关键分子Nrf-2参与硒抑制镉诱导的大鼠肝脏、睾丸损伤。
【关键词】：镉中毒 硒 氧化应激 凋亡
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R114
【目录】：

• 缩略语表4-6
• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-14
• 前言14-15
• 文献回顾15-23
• 1 环境中的镉污染及来源15-16
• 2 镉暴露导致脏器毒性16-18
• 3 镉与氧化应激诱导的细胞凋亡18-20
• 4 镉毒性与抗氧化作用20-23
• 第一部分 硒对镉致大鼠脏器损伤的保护作用23-47
• 1 实验材料23-24
• 2 实验方法24-31
• 3 结果31-44
• 4 讨论44-47
• 第二部分 硒对镉暴露细胞损伤的保护作用47-63
• 1 实验材料47-48
• 2 实验方法48-51
• 3 结果51-60
• 4 讨论60-63
• 小结63-65
• 参考文献65-72
• 个人简历和研究成果72-73
• 致谢73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李炜修;乔季;颜丙玉;许青;;环境镉暴露与肿瘤危险性[J];国外医学(医学地理分册);2007年04期

2 姚志麒;血镉作为城市人口镉蓄积暴露的指标[J];国外医学(卫生学分册);1987年06期

3 陈龙;高伟;周娟;;亚急性镉暴露大鼠血液免疫细胞和介质变化[J];中国公共卫生;2006年01期

4 彭珊茁;;接镉居民发生骨疾病的机制:血清1α,25-二羟基维生素D水平下降[J];国外医学(卫生学分册);1988年01期

5 倪玲玲;童世庐;陶芳标;;孕期镉暴露对子代中枢神经系统发育影响的研究进展[J];卫生研究;2014年04期

6 周少磊;尚琪;张文丽;;中国非环境镉暴露区人群尿镉正常值的研究状况[J];卫生研究;2012年01期

7 张文丽;韩京秀;孙嘉龙;姚丹成;尚琪;;重金属污染区人群镉暴露水平的估算[J];卫生研究;2013年04期

8 谭淼;许金婵;何爱桃;贺栋梁;让蔚清;;湖南省某市居民经大米途径镉暴露的风险概率评估[J];中华疾病控制杂志;2014年08期

9 赵永成,张亚利,王继先,范亚光,刘庆芬,王耐芬,赵金辉;环境镉暴露对妊娠结局和胎儿生长发育的影响[J];中国工业医学杂志;2004年04期

10 蒋英子,陈龙,高伟,周娟,季吟秋,朱善良;镉暴露大鼠血中白细胞介素-2和皮质醇水平及白细胞免疫功能的变化[J];环境与健康杂志;2002年05期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 汤柳英;高燕红;王晶;许瑛华;陈文才;梁旭霞;杨杏芬;;环境镉暴露人群尿液中特异性小分子代谢物表征[A];中国毒理学会第六届全国毒理学大会论文摘要[C];2013年

2 刘建博;潘登;江安娜;黄晓亮;应雪萍;;镉暴露对文蛤雄性生殖细胞的影响[A];浙江省动物学会第十二届会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2013年

3 任绪义;张建鹏;冯伟华;焦炳华;;镉暴露大鼠睾丸生精细胞calmegin mRNA表达的时相研究[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2003年学术交流会论文摘要集[C];2003年

4 姬艳丽;王华;赵显锋;王群;刘萍;张莹;徐德祥;;急性镉暴露诱导小鼠睾丸生殖细胞凋亡分子机制[A];全国自由基医学与毒理学学术交流大会论文（摘要）集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 姬艳丽;生命不同阶段镉暴露对雄性小鼠生殖发育的影响[D];安徽医科大学;2011年

2 王波;低剂量镉对肝脏组织远期影响的实验研究[D];吉林大学;2012年

3 李爽;镉脉冲暴露对大型n灥淖饔肹D];东北师范大学;2014年

4 翟齐啸;乳酸菌减除镉危害的作用及机制研究[D];江南大学;2015年

5 陈晓;镉致骨毒效应及预后[D];复旦大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 傅晗;硒对镉暴露大鼠肝、睾丸毒性的剂量选择性保护作用[D];第四军医大学;2015年

2 汤柳英;环境镉暴露人群尿液中小分子代谢产物表征差异研究[D];暨南大学;2014年

3 王佳月;急性镉中毒对雄性鹌鹑（Coturnix japonica）生殖毒理影响的初步研究[D];华东师范大学;2007年

4 卢茜;TEF-1δ表达改变作为新的镉暴露特异标志物的体内研究[D];广州医学院;2010年

5 贾闻婧;某地区环境镉污染及人体内镉暴露指标的研究[D];北京交通大学;2015年

6 王洁;镉对雌性鹌鹑（Coturnix coturnix japonica）生殖影响的初步研究[D];华东师范大学;2006年

7 李红;兰坪铅锌矿区环境镉污染及其对儿童生长发育影响的研究[D];大理学院;2011年

8 邹存国;环境镉污染区人群镉暴露水平与肾损伤间的关系[D];中国疾病预防控制中心;2012年

9 刘燕;母鼠微量镉暴露对雄性子代性腺分化发育的影响及其机制的研究[D];重庆医科大学;2012年

10 杜雨倩;云南某矿区普米族居民铅、镉暴露评估的初步研究[D];昆明医科大学;2014年

  本文关键词：硒对镉暴露大鼠肝、睾丸毒性的剂量选择性保护作用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：425238