本文關(guān)鍵詞：納米氧化鋅和氯化鎘協(xié)同毒性的研究

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【摘要】：隨著納米材料的廣泛應(yīng)用和重金屬污染的加劇,越來越多的納米材料和重金屬進(jìn)入環(huán)境中,生物體同時(shí)接觸到納米材料和重金屬的雙重污染的機(jī)會逐漸增加,從而可能在生物體內(nèi)產(chǎn)生毒性的協(xié)同效應(yīng)。納米氧化鋅具有很高的催化活性和很大的比表面積,能夠與生物分子相互作用,導(dǎo)致活性氧的積累而產(chǎn)生氧化應(yīng)激。鎘是一種毒性很強(qiáng)的重金屬,它對于絕大多數(shù)生物都是有害的。鎘元素的主要毒性為誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和遺傳變異,抑制機(jī)體內(nèi)運(yùn)輸,競爭性抑制鋅和鎂,抑制亞鐵紅素的合成,損害線粒體使其凋亡,鎘結(jié)合巰基使得蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)扭曲并且消耗谷胱甘肽等等。本文中選擇納米氧化鋅和鎘元素作為代表,研究它們在生物體內(nèi)的毒性協(xié)同效應(yīng)。 第1章,我們簡單介紹納米氧化鋅和鎘元素的毒性效應(yīng)。納米氧化鋅可以對細(xì)胞、機(jī)體組織產(chǎn)生多種不同的毒性效應(yīng)。它的粒徑、表面特性、溶解性以及暴露路徑都是影響毒性的重要因素。氧化應(yīng)激、配位效應(yīng)和鋅代謝紊亂是納米氧化鋅產(chǎn)生毒性的主要作用機(jī)制。鎘元素在自然環(huán)境的大量存在,在工業(yè)商品和廢料中殘留,通過食物鏈進(jìn)入生物體而產(chǎn)生毒性。目前對于納米氧化鋅和鎘元素之間的協(xié)同毒性仍然不清楚,故有必要對它們協(xié)同毒性進(jìn)行研究。 第2章,通過研究小鼠在連續(xù)7天腹腔注射納米氧化鋅和氯化鎘后的生長狀況、各主要組織的臟器系數(shù)變化、血清生化指標(biāo)變化和組織病理學(xué)變化,確定它們對小鼠的毒性是否具有協(xié)同效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,單獨(dú)注射納米氧化鋅對小鼠的組織病理學(xué)情況和生化指標(biāo)等沒有產(chǎn)生明顯影響,表明納米氧化鋅在20mg/kg BW劑量時(shí)對小鼠是低毒的。相反,氯化鎘明顯地抑制小鼠的生長,引起肝功能指標(biāo)的顯著改變和肝組織的病變,表明氯化鎘對小鼠產(chǎn)生顯著的毒性。有趣的是,同時(shí)注射納米氧化鋅和氯化鎘7天后,小鼠生長接近對照組水平,肝臟器系數(shù)未出現(xiàn)明顯增加,肝功能指標(biāo)沒有發(fā)生顯著地改變,肝組織沒有發(fā)生明顯的病變。這些結(jié)果表明,納米氧化鋅能夠抑制氯化鎘在小鼠體內(nèi)的毒性。 第3章,研究了納米氧化鋅和氯化鎘對小鼠氧化應(yīng)激的協(xié)同作用。連續(xù)7天同時(shí)注射納米氧化鋅和氯化鎘后,納米氧化鋅暴露組沒有明顯的肝臟和腎臟的氧化損傷,而氯化鎘暴露組出現(xiàn)了明顯的肝臟和腎臟的氧化損傷。共同暴露納米氧化鋅和氯化鎘組的肝臟和腎臟中GSH含量、SOD和GSH-Px活性明顯高于單獨(dú)暴露氯化鎘或納米氧化鋅組。共同暴露組的MDA含量高于單獨(dú)暴露氯化鎘或納米氧化鋅組的MDA含量。說明納米氧化鋅能夠抑制氯化鎘對小鼠肝臟和腎臟的氧化損傷。 第4章,為了研究納米氧化鋅和氯化鎘協(xié)同毒性的作用機(jī)制,我們分析小鼠體內(nèi)鋅和鎘的生物分布。結(jié)果表明,鋅和鎘含量在肝組織中均出現(xiàn)顯著的協(xié)同增加效應(yīng)。鋅和鎘在肝組織中協(xié)同聚集主要原因是鋅和鎘與一種小分子蛋白質(zhì)(金屬硫蛋白)的結(jié)合,這種蛋白質(zhì)在肝臟中的含量較其他內(nèi)臟要高的多,而鋅和鎘可以促進(jìn)這種蛋白質(zhì)的合成。金屬硫蛋白含量的增加可以減少體內(nèi)自由的Cd2+濃度,鋅含量的增加可以減少鎘對體內(nèi)鋅平衡的破壞作用,這是納米氧化鋅抑制氯化鎘毒性的兩個(gè)主要作用機(jī)制。
【關(guān)鍵詞】：納米氧化鋅 氯化鎘 氧化應(yīng)激 協(xié)同毒性 生物分布 小鼠
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R114;O614.24
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 納米材料的毒性效應(yīng)11-14
• 1.1.1 納米材料的簡介11-12
• 1.1.2 納米材料的特異性12-13
• 1.1.3 納米材料的毒性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2 納米氧化鋅的應(yīng)用及毒性效應(yīng)14-18
• 1.2.1 納米氧化鋅簡介14-15
• 1.2.2 納米氧化鋅的暴露途徑及毒性機(jī)制15-18
• 1.3 重金屬鎘的毒性效應(yīng)18-21
• 1.3.1 重金屬鎘的暴露途徑18-19
• 1.3.2 重金屬鎘的毒性19-21
• 1.4 課題研究的內(nèi)容、目的和意義21-23
• 第二章 納米氧化鋅和氯化鎘對小鼠的協(xié)同毒性研究23-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法23-25
• 2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料23-24
• 2.1.2 主要儀器24
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)動物及處理方法24-25
• 2.1.4 血清生化參數(shù)實(shí)驗(yàn)25
• 2.1.5 病理學(xué)檢驗(yàn)25
• 2.1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析25-31
• 2.2.1 納米氧化鋅形貌及粒徑分析25-26
• 2.2.2 小鼠體重與臟器系數(shù)的變化情況26-28
• 2.2.3 生化參數(shù)的變化情況28-29
• 2.2.4 組織病理學(xué)的影響29-31
• 2.3 小結(jié)31-33
• 第三章 納米氧化鋅和氯化鎘對小鼠肝腎氧化應(yīng)激的協(xié)同作用33-46
• 3.1 引言33-34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法34-40
• 3.2.1 主要實(shí)驗(yàn)材料34
• 3.2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器34
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)動物分組和給藥途徑34-35
• 3.2.4 動物及其組織處理方法35
• 3.2.5 肝臟和腎臟中蛋白含量的測定35-36
• 3.2.6 肝臟和腎臟中SOD活力測定36-37
• 3.2.7 肝臟和腎臟中GSH-Px活力測定37-38
• 3.2.8 肝臟和腎臟中MDA含量測定38-39
• 3.2.9 肝臟和腎臟中GSH含量測定39-40
• 3.2.10 統(tǒng)計(jì)分析40
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果40-44
• 3.3.1 肝臟和腎臟中SOD和GSH-Px活性的改變40-42
• 3.3.2 肝臟和腎臟中GSH含量的改變42-43
• 3.3.3 肝臟和腎臟中MDA含量的改變43-44
• 3.4 小結(jié)44-45
• 3.5 小結(jié)45-46
• 第四章 納米氧化鋅和氯化鎘對小鼠毒性作用機(jī)制的研究46-51
• 4.1 引言46
• 4.2 材料與方法46-48
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和材料46-47
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)動物分組和給藥途徑47
• 4.2.3 體內(nèi)Zn和Cd的含量分析47-48
• 4.2.4 數(shù)據(jù)分析48
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論48-50
• 4.3.1 體內(nèi)Zn和Cd含量分析48-50
• 4.4 小結(jié)50-51
• 總結(jié)51
• 創(chuàng)新點(diǎn)51-52
• 參考文獻(xiàn)52-63
• 致謝63-64
• 在讀期間發(fā)表的論文與取得的其他研究成果64

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