中国公共卫生  2010, Vol. 26 Issue (5): 594-595   PDF    
引用本文
桂传枝, 冉龙艳, 官志忠. 氟中毒对仔鼠学习记忆及脑胆碱酯酶活性影响[J]. 中国公共卫生, 2010, 26(5): 594-595.
GUI Chuan-zhi, RAN Long-yan, GUAN Zhi-zhong. Influence of fluorosis on learning and memory and brain cholinesterase activity of offspring rat[J]. Chinese Journal of Public Health, 2010, 26(5): 594-595.
氟中毒对仔鼠学习记忆及脑胆碱酯酶活性影响
桂传枝1, 冉龙艳1, 官志忠1,2    
1. 贵阳医学院病理教研室, 贵州贵阳550004;
2. 贵阳医学院分子生物学重点实验室
收稿日期: 2009-08-24.
基金项目: 国家自然科学基金(30760224);贵州省高层次人才科研条件特助经费(TZJF-2008年-53号)
作者简介: 桂传枝(1972- ),女,回族,贵州平坝人,副教授,博士,主要从事地方性氟中毒研究.
摘要: 目的 探讨粮食污染造成的氟中毒对仔鼠学习记忆影响及其作用机制。方法 SD大鼠随机分为对照组、高氟组。高氟组以地氟病区燃煤烘烤的玉米为主要饲料,复制氟中毒动物模型,饲养6个月后,取雌雄合笼后生产的30 d龄仔鼠,采用Morris水迷宫方法检测仔鼠行为学变化,应用生物化学方法测定脑组织胆碱酯酶活性。结果 高氟组仔鼠逃避潜伏期时间为(9.242±5.852)s,与对照组仔鼠(4.948±2.698)s比较,明显延长(P<0.01);高氟组仔鼠第7d穿过平台次数和逗留平台象限时间分别为(3.040±1.968)次,(23.070±5.427)s,与对照组仔鼠比较,均明显降低(P<0.05,P<0.01);高氟组仔鼠脑组织中胆碱酯酶活性明显低于对照组(P<0.01);胆碱酯酶活性与逃避潜伏期呈负相关,与第7 d穿过平台次数和逗留平台象限时间呈正相关。结论 过量氟可引起仔鼠空间学习记忆能力降低,其机制可能与脑组织胆碱酯酶活性下降有关。
关键词: 氟中毒     学习记忆     乙酰胆碱酯酶     粮食污染    
Influence of fluorosis on learning and memory and brain cholinesterase activity of offspring rat
GUI Chuan-zhi, RAN Long-yan, GUAN Zhi-zhong    
Department of Pathology, Guiyang Medical College Guiyang 550004, China
Abstract: Objective To study the influence of fluorosis due to food pollution on learning and memory of offspring rat and its possible mechanism.Methods Thirty two SD rats were randomly divided into control group and high fluor ideex posed group.High fluoride exposed group was fed with the cornpolluted in drying processes with burning coal containing high level off luoride.After six months,the rats were mated and their filial generations atage of 30 days were examined.The ability of leaning and memory was measured with Morristest and cholinesterase activity was detected with photometric method after expermient.Results The mean value of escapelatency of off spring rats in high fluoride exposed group(9.242±5.852s)was significantly prolonged compared to that of the controls(4.948±2.698s P<0.01);the significantly decreased numbers of crossing the platform and the declined tmie of staying the plat form were found in off springrats with high fluoride exposure(3.040±1.968 tmies,23.070±5.427s)compared to that of controls(4.440±2.615 tmies,27.640±7.344 s;P<0.05 and P<0.01);the activity of the choline sterase in the brain of off spring rats exposed to higher fluoride was obviously decreased in comparison with controls(P<0.01).The correlation analysis showed that there were a negative correlation between the cholineste rase and the escape latency and a positive correlation between the choline sterase and numbers of crossing the platform and the tmie of staying the plat form.Conclusion Fluo rosis can cause decreased ability of learning and memory of off spring rats,in which the mechanism might be related to the decreased activity of choline sterase.
Key words: fluoride poisoning     leaning memory     acetylcho linesterase     food pollution    

研究证实,摄入过量氟可通过血脑屏障蓄积于脑组织造成脑损伤,表现为物质代谢水平、酶活性、学习记忆能力等方面的异常改变〔1, 2〕;饮水型氟中毒和燃煤型氟中毒可引起儿童智力低下〔3〕。本研究采用燃煤型氟中毒病区煤烘烤当地玉米,并加工成饲料饲养大鼠,复制粮食污染型慢性氟中毒大鼠模型。检测中毒大鼠所生产仔鼠学习、记忆能力及其脑组织胆碱酯酶活性变化,探讨慢性氟中毒对仔鼠神经系统作用机制。

1 材料与方法 1.1 试剂与仪器

胆碱酯酶活性试剂盒(美国Sigma公司);水迷宫(中国科学院药物研究所)。

1.2 实验动物分组及饲养

SD大鼠32只(贵州省动物实验中心),体重100~120 g,随机分为2组,每组16只(雌性12只,雄性4只)。对照组:常规饲料(实验动物中心)喂养,饲料中含氟量为6.20 mg/kg;高氟组:含氟玉米加配料喂养,含氟量为104.20 m g/kg。饲养6个月后,同组雌雄大鼠以3:1比例合笼。取生产的30 d龄仔鼠进行实验。动物在交配、怀孕和哺乳期间继续染毒。

1.3 样品采集

实验结束时,置仔鼠于代谢笼中,收集仔鼠 24 h尿液,用于测定尿氟含量。然后进行仔鼠行为学实验,最后处死动物并取脑组织,称重,测定胆碱酯酶活性。

1.4 检测指标及方法

(1)尿氟含量:采用氟离子选择电极法测定。(2)脑组织胆碱酯酶活性:采用比色法〔4〕测定胆碱酯酶活性。(3)学习记忆功能〔2, 5〕:采用M orr is水迷宫检测仔鼠学习记忆能力。

1.5 统计分析

应用SPSS 11.5统计软件进行分析,采用成组设计t检验,并进行Pearson相关分析。

2 结 果

2.1 尿氟浓度

对照组、高氟组仔鼠尿氟浓度分别为(0.98±0.26),(8.52±1.01) mg/L;与对照组仔鼠比较,高氟组仔鼠尿氟浓度明显增加(P < 0.01)。

2.2 仔鼠体重、脑组织重量及体重系数(表 1)
表 1 各组仔鼠体质重、脑组织重量及体重系数( ± s , n= 10)

与对照组仔鼠比较,高氟组仔鼠体重、脑组织重量及体重系数明显降低。

2.3 仔鼠空间学习、记忆能力(表 2)
表 2 各组仔鼠空间学习记忆能力( ± s , n= 10)

与对照组仔鼠比较,高氟组仔鼠逃避潜伏期时间延长,第7 d穿过平台次数和逗留平台象限时间降低,差异均有统计学意义(P < 0.05,P < 0.01)。

2.4 仔鼠脑组织胆碱酯酶活性

对照组、高氟组仔鼠乙酰胆碱酯酶活性分别为(1.963±0.594),(0.412±0.240) kU/g;丁酰胆碱酯酶活性分别为(0.553±0.084),(0.410±0.051) kU/g;与对照组仔鼠比较,高氟组仔鼠胆碱酯酶活性均明显降低(P < 0.01)。

2.5 胆碱酯酶活性与空间学习记忆相关关系

胆碱酯酶活性(乙酰胆碱酯酶与丁酰胆碱酯酶)与逃避潜伏期时间呈负相关,相关系数分别为:r=-0.623,r=-0.706,胆碱酯酶活性越低,逃避潜伏期越长(P < 0.01);胆碱酯酶活性与第7 d穿过平台次数呈正相关,相关系数分别为:r=0.550,r= 0.706,胆碱酯酶活性越低,第7 d穿过平台次数越少(P < 0.05,P < 0 .01);胆碱酯酶活性与逗留平台象限时间呈正相关,相关系数分别为r=0.511,r=0.800,胆碱酯酶活性越低,逗留平台象限时间越短(P < 0.05,P < 0.01)。

3 讨 论

脑是慢性氟中毒重要靶器官,过多氟摄入可损害中枢神经系统,并可通过胎盘屏障,对胎儿造成损害。本研究中,与对照组仔鼠比较,高氟组仔鼠尿氟明显升高,体重、脑组织重量和体重系数均明显降低,表明孕鼠体内过量氟可使仔代体内氟含量升高,并影响仔代的生长发育和脑发育。有研究报道,长期、过量氟摄入会对动物学习记忆能力和神经活动产生不良影响〔3, 4, 5, 6〕。胆碱能神经元与学习、记忆能力等有密切关系。胆碱酯酶通过水解乙酰胆碱控制胆碱能神经元突触间的信息传递,调节大脑功能。有研究报道,氟能抑制胆碱酯酶活力,使乙酰胆碱在组织中蓄积最终影响记忆突触正常功能〔3, 7, 8〕。本研究发现,高氟组仔鼠脑组织胆碱酯酶活性明显下降,仔鼠空间学习记忆能力同样明显降低,二者具有密切相关关系。表明仔鼠空间学习记忆能力改变可能与脑组织中胆碱酯酶活性下降有关。

参考文献
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