飲水型氟中毒致腎臟損傷的分子機(jī)制及硒的影響
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【摘要】:氟雖是機(jī)體必需的微量元素,但機(jī)體長(zhǎng)期攝入過量的氟會(huì)導(dǎo)致一種全身慢性蓄積中毒的地球化學(xué)性疾病,即地方性氟中毒,簡(jiǎn)稱地氟病,可引起氟骨癥、氟斑牙等骨相器官的損害,也可引起血液、神經(jīng)系統(tǒng)等非骨相器官的損害。氟化物在組織器官中的蓄積是造成氟損傷作用的物質(zhì)基礎(chǔ),腎臟是氟蓄積、排泄以及毒性作用的重要靶器官,過量的氟會(huì)對(duì)其造成一定的損傷。硒作為具有抗氧化作用的微量元素受到廣泛關(guān)注。一定量的硒可拮抗氟中毒大鼠體內(nèi)的高濃度氟,促進(jìn)尿氟的排泄,清除自由基,提高氟中毒機(jī)體抗氧化能力。迄今,氟中毒對(duì)機(jī)體腎臟損傷情況的研究雖已有報(bào)道,但鮮見氟致大鼠腎臟氧化損傷與細(xì)胞線粒體凋亡通路相關(guān)蛋白/基因之間的關(guān)系報(bào)道,且對(duì)氟中毒的研究主要以不同染氟濃度在相同的染毒時(shí)間點(diǎn)上同層次的比較,缺乏不同染氟時(shí)間段間的縱向比較,硒對(duì)氟的影響研究亦是如此。本研究在前期研究的基礎(chǔ)上,在實(shí)驗(yàn)方法與指標(biāo)選擇上作了改進(jìn),擬探討飲水型氟中毒致腎臟損傷的分子機(jī)制及硒的影響,為地氟病的科學(xué)防治提供一定的理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)選用健康初斷乳SD雄性大鼠160只,隨機(jī)平均分為4組。對(duì)照組飲用自來水;染氟組飲用NaF溶液(100mg/L);染硒組飲用Na2Se03溶液(1.5mg/L):硒氟聯(lián)用組飲用NaF與Na2Se03混合溶液(100mg/LNaF+1.5mg/LNa2SeO3);以上溶液均以自來水作為溶劑。分別飼養(yǎng)3個(gè)月和6個(gè)月后,染氟結(jié)束后,應(yīng)用光鏡觀察氟中毒致腎組織形態(tài)學(xué)損傷情況,并檢測(cè)血液中與腎臟損傷相關(guān)生化指標(biāo),再對(duì)各組大鼠腎臟氧化應(yīng)激指標(biāo)和腎臟細(xì)胞凋亡情況進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)檢測(cè)線粒體凋亡信號(hào)通路凋亡相關(guān)分子CytC、Caspase 9和Caspase 3的蛋白和基因表達(dá)水平。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:(1)大鼠體重和腎臟臟器系數(shù)測(cè)定結(jié)果:與對(duì)照組相比,3個(gè)月、6個(gè)月Se組大鼠體重均顯著降低(p0.05),其他組體重?zé)o顯著差異(p0.05),但有降低趨勢(shì);與染氟組相比,3個(gè)月、6個(gè)月硒組大鼠體重均顯著降低(p0.05),其他組體重?zé)o顯著差異(p0.05)。各組大鼠腎臟的臟器系數(shù)變化不明顯,均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。與3個(gè)月相比,同處理組之間臟器系數(shù)無顯著差異(p0.05),但臟器系數(shù)有降低趨勢(shì)。(2)大鼠腎臟損傷相關(guān)血液指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果:與對(duì)照組相比,3個(gè)月染氟組大鼠尿酸及尿素氮和6個(gè)月染氟組大鼠肌酐、尿酸及尿素氮含量顯著上升(p0.05),3個(gè)月染氟組大鼠肌酐雖有上升趨勢(shì),但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05);與染氟組相比,3個(gè)月氟加硒組大鼠尿酸及尿素氮和6個(gè)月氟加硒組大鼠肌酐、尿酸及尿素氮含量顯著下降(p0.05),3個(gè)月氟加硒組大鼠肌酐有下降趨勢(shì),但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。與3個(gè)月相比,6個(gè)月氟組肌酐含量顯著上升(p0.05),尿酸及尿素氮含量雖有上升趨勢(shì),但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。(3)大鼠腎臟組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的觀察結(jié)果:對(duì)照組大鼠腎臟組織形態(tài)正常;染氟組大鼠部分腎小球囊腔增大,腎小管上皮細(xì)胞水腫,顆粒變性,部分空泡變性,皮髓質(zhì)交界處腎小管擴(kuò)張:加硒染氟組大鼠腎臟顯微結(jié)構(gòu)明顯改善。而與3個(gè)月相比,6個(gè)月氟組大鼠腎臟損傷明顯加重,氟加硒組大鼠腎臟損傷情況明顯改善。(4)大鼠腎臟組織生化指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果:與對(duì)照組相比,3個(gè)月氟組大鼠GSH-Px活力極顯著下降,MDA含量極顯著上升(p0.01),6個(gè)月氟組大鼠SOD、GSH-Px活力極顯著下降,MDA含量上升極顯著上升(p0.01),3個(gè)月氟組大鼠SOD有下降趨勢(shì),但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05);與染氟組相比,3個(gè)月氟加硒組大鼠GSH-Px活力極顯著上升,MDA含量極顯著下降(p0.01),6個(gè)月氟組大鼠SOD、GSH-Px活力極顯著上升,MDA含量極顯著下降(p0.01),3個(gè)月氟組大鼠SOD活力雖有上升趨勢(shì),但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。而與3個(gè)月相比,6個(gè)月氟組SOD活力顯著下降和MDA含量上升顯著上升(p0.05),硒組和氟加硒組SOD活力顯著降低(p0.05)。(5)大鼠腎臟凋亡檢測(cè)情況:光學(xué)顯微鏡下,細(xì)胞核中有棕黃色顆粒即為凋亡細(xì)胞,凋亡的細(xì)胞出現(xiàn)如細(xì)胞核固縮、核碎裂等一系列癥狀。與對(duì)照組相比,氟中毒各組大鼠腎臟組織排列無序紊亂,凋亡細(xì)胞明顯增多;與氟組相比,氟加硒組凋亡細(xì)胞減少。而與3個(gè)月相比,6個(gè)月氟組凋亡細(xì)胞數(shù)量有增多的趨勢(shì),而氟加硒組凋亡細(xì)胞數(shù)量有減少的趨勢(shì)。(6) RT-PCR檢測(cè)結(jié)果:與對(duì)照組相比,3個(gè)月和6個(gè)月氟組CytC、Caspase 9、 Caspase 3 mRNA表達(dá)水平均極顯著上升(p0.01),與氟組相比,氟加硒組CytC、Caspase 9、Caspase 3 mRNA表達(dá)水平均極顯著下降(p0.01)。與3個(gè)月相比,6個(gè)月氟組CytC、Caspase 9、Caspase 3 mRNA表達(dá)水平均明顯上升,氟加硒組明顯降低。(7) Western blot檢測(cè)結(jié)果:與對(duì)照組相比,3個(gè)月和6個(gè)月氟組、硒組和氟加硒組CytC蛋白表達(dá)水平、Caspase 9蛋白活化水平均極顯著上升(p0.01)(其中6個(gè)月氟加硒組CytC蛋白表達(dá)水平顯著上升(p0.05)),氟組和硒組Caspase 3蛋白活化水平均極顯著上升(p0.01),氟加硒組Caspase 3蛋白活化水平顯著上升(p0.05);與氟組相比,氟加硒組CytC、活化Caspase 9、活化Caspase 3蛋白水平均極顯著下降(p0.01)。與3個(gè)月相比,6個(gè)月氟組CytC、活化Caspase 9、活化Caspase 3蛋白水平均有所上升,氟加硒組有降低趨勢(shì)?傊,飲水型氟中毒會(huì)引起機(jī)體腎臟氧化應(yīng)激損傷及腎臟細(xì)胞凋亡增多,從而影響腎功能。其分子機(jī)制可能是:氟中毒致腎臟線粒體凋亡通路經(jīng)中CytC-Caspase 9-Caspase3三個(gè)分子基因/蛋白表達(dá)水平的改變。此外,相同濃度的硒在不同染毒方式下具有不同的生物學(xué)效應(yīng)。硒單獨(dú)暴露于機(jī)體時(shí),表現(xiàn)出毒性作用,而硒氟聯(lián)用時(shí),一定劑量的硒可逆轉(zhuǎn)氟中毒致機(jī)體腎臟線粒體凋亡相關(guān)信號(hào)分子CytC、Caspase 9、Caspase 3基因和蛋白的異常表達(dá),從而對(duì)氟致腎臟損傷起拮抗作用。
【關(guān)鍵詞】:氟中毒 硒 腎臟 CytC Caspase 9 Caspase 3
【學(xué)位授予單位】:浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:R599.1;R692
【目錄】:
- 摘要4-7
- ABSTRACT7-13
- 符號(hào)說明13-14
- 1 緒論14-25
- 1.1 地方性氟中毒的研究概況14-21
- 1.1.1 氟的生物學(xué)效應(yīng)15-16
- 1.1.2 氟毒性的研究進(jìn)展16-19
- 1.1.3 氟中毒發(fā)病機(jī)理的研究進(jìn)展19-21
- 1.2 硒與氟中毒21-23
- 1.2.1 硒的生物學(xué)效應(yīng)21
- 1.2.2 硒與氟中毒的研究進(jìn)展21-22
- 1.2.3 硒與氟中毒作用機(jī)制研究進(jìn)展22-23
- 1.3 研究的意義23-25
- 2 材料與方法25-36
- 2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物25
- 2.2 實(shí)驗(yàn)分組25
- 2.3 器材與試劑25-26
- 2.3.1 實(shí)驗(yàn)器材25-26
- 2.3.2 實(shí)驗(yàn)試劑26
- 2.4 實(shí)驗(yàn)方法26-35
- 2.4.1 腎臟臟器系數(shù)的測(cè)定26
- 2.4.2 腎功能相關(guān)血液指標(biāo)的測(cè)定26-27
- 2.4.3 腎臟組織相關(guān)生化指標(biāo)測(cè)定27-30
- 2.4.4 腎臟組織形態(tài)學(xué)觀察30
- 2.4.5 腎臟細(xì)胞凋亡檢測(cè)30-31
- 2.4.6 RT-PCR31-34
- 2.4.7 Western blot34-35
- 2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析35-36
- 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果36-46
- 3.1 3個(gè)月、6個(gè)月雄鼠體重和腎臟臟器系數(shù)36
- 3.2 腎臟損傷相關(guān)血液指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果36-38
- 3.3 對(duì)大鼠腎臟組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響38-39
- 3.4 腎臟組織生化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果39-41
- 3.5 腎臟組織細(xì)胞凋亡檢測(cè)結(jié)果41-42
- 3.6 大鼠腎臟CytC、Caspase 9、Caspase3 mRNA表達(dá)水平測(cè)定結(jié)果42-43
- 3.7 大鼠腎臟CytC、Caspase 9、Caspase3蛋白表達(dá)水平測(cè)定結(jié)果43-46
- 4 討論46-50
- 5 結(jié)論50-51
- 參考文獻(xiàn)51-61
- 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果61-62
- 致謝62-64
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