随着环境污染的加重,以及工业医疗中大量镍金属的使用,镍中毒已经逐渐引起关注,国际致癌研究中心(IARC)已将镍归为第Ⅰ类致癌物^{〔1, 2, 3〕};镉也是已知的强致癌物。在焊接工业、合金工业和镍镉电池的制造中镍和镉经常同时排放,使工人直接接触高剂量的镍镉粉尘。有报道^{〔4, 5〕},镍镉能导致细胞DNA链条的永久性变异,镍镉联合给药能导致大鼠肺脏、肝脏和肾脏组织细胞DNA单链断裂;虽然镍与镉致毒机制的研究较多,但是对于镍镉联合的致毒机制的研究较少。本研究运用同位素示踪法,观察镉对镍在雄性大鼠体内组织分布,为镉对大鼠体内镍残留的影响研究提供参考依据。

LS 6500低本底液闪仪(美国Beckman公司);⁶³Ni-NiCl₂ (放射性浓度为7.4 × 10⁹Bq/L,中国同位素公司);Beckman闪烁液(美国Beckman公司);其他试剂均为国产制药,分析纯。

36只SPF级SD成年雄性大鼠(甘肃中医学院实验动物中心),体重340~380 g。大鼠饲养于兰州大学放射化学生物实验室,恒温37~38℃饲养,8:00-18:00光照,自由摄食,进水。

随机取6只大鼠灌胃⁶³Ni-NiCl₂溶液 (4.57 × 10⁵ cpm/kg),不同时间断尾取血10 μL放入5 mL离心管中,向其中加入1 mL闪烁液,震荡,暗置24 h,放进测量瓶,测量放射性计数(cpm)另选30只大鼠,随机分为5组,分别按照0,5,1,10,25 mg/(kg·bw) CdCl₂和放射性活度为 8.76 MPq/(kg·bw)⁶³Ni-NiCl₂混合物,每隔12 h灌胃一次,每天灌胃2次,连续8 d,禁食不禁水72 h。断颈椎处死,取腹主动脉、喉气管、肺脏、食管等组织,称重100 mg,用0.9%生理盐水洗净,剪碎,加入1 mL的甲酸,于90℃水浴消化2 h,取出10 μL加入1 mL闪烁液,暗置24 h,测量放射性计数。

应用中国药理学会编3 p97药物代谢动力学软件处理,以最小赤池信息量(AIC)(3 p97药物代谢动力学软件说明书)原则和F检验进行室间比较,选择合适的房室模型^{〔6, 7〕}。

大鼠灌胃⁶³Ni-NiCl₂后,血液中的放射性浓随着时间的推迟增加,血液镍浓度快速升高,0.53 h达到峰值,达峰浓度为24 987.75 cpm/mL,其中吸收速率常数为6.18/h,分布相半衰期为0.79/h,消除相半衰期为40.68/h,随后镍浓度开始迅速降低,24 h时基本完全清除,清除速度常数为0.42 mL/(kg·h)。结果显示,本实验血液浓度过程曲线符合二房室开放模型。

表 1

表 1 不同剂量镉对各大鼠组织中镍残留量影响(kBq, x± s)

表 1 不同剂量镉对各大鼠组织中镍残留量影响(kBq, x± s)

镍单独给药时〔0 mg/(kg·bw)〕,几乎在各组织中均有残留,且放射性含量较高;但当有少量镉加入后,即0.5,1,10 mg/kg时,镍残留组织较少,且各组织的放射性残留量较低;当镉为1 mg/kg时,镍残留的组织最少。镉给药量为25 mg/kg时,镍残留的组织数量有所回升,但镍残留值依旧较 0 mg/kg组低。镉剂量的增加明显增加了镍的组织残留,所有组织镍残留变化均为先减小后增加。

有文献报道,可溶性镍灌胃后很难被吸收^〔1〕。本实验显示,经镉处理后可溶性镍很容易经过肠黏膜细胞吸收进入血液循环,且排泄速率很快,表明镉能抑制镍在大鼠体内的吸收。根据Hallberg等^〔8〕对钙抑制铁吸收机制的解释可以认为:从粘膜细胞到血浆的最后转运过程中,镍和镉可能使用相同的转运载体,存在相互竞争抑制作用,当镉和镍同时进入小肠以后,镉可能优先和转运载体蛋白结合,从而阻断了镍的吸收,镍很少进入血液循环,因而残留组织很少;但是当镉的剂量超过一定限度后,镉可能通过其他通道进入肠粘膜上皮细胞,此时镍则可以一部分选择性的被镍镉共用诵道所吸收进入细胞,再通过扩散进入血液循环,从而使镍的残留组织数目有所回升,残留量有所增加。有报道^{〔5, 9〕},由于镉的离子半径较钙离子小,因此镉能通过钙镁通道进入细胞,然而镉也可以通过其他途径进入细胞,因此可认为低剂量时镉通过钙镁通道进入肠粘膜上皮细胞,剂量较高时可能有其他的离子结合蛋白(离子通道)参与到镉的吸收。镍的离子半径小于钙离子,所以镍可能也会通过钙镁通道进入细胞,因此镍镉同时进入时,镉优先进入,阻断了镍的吸收。当镉剂量增加时,镉通过其他方式进入细胞,多余的钙镁通道开始吸收镍离子,从而使镍的组织含量有所提升。