中国公共卫生  2010, Vol. 26 Issue (7): 879-881   PDF    
引用本文
冯昶, 叶薇薇, 张杰, 黄检英, 肖元梅, 范广勤. 不同营养素伍配对大鼠铅神经毒性抑制作用[J]. 中国公共卫生, 2010, 26(7): 879-881.
FENG Chang, YE Wei-wei, ZHANG Jie,et al. Inhibitive effects of seven nutrients on lead-induced neurotoxicity in rats[J]. Chinese Journal of Public Health, 2010, 26(7): 879-881.
不同营养素伍配对大鼠铅神经毒性抑制作用
冯昶, 叶薇薇, 张杰, 黄检英, 肖元梅, 范广勤    
南昌大学公共卫生学院, 江西南昌330006
收稿日期: 2009-11-09.
基金项目: 国家自然科学基金(30760211);江西省自然科学基金(2009GZY0138);江西省教育厅科技项目(赣教技字〔2007〕110号)
作者简介: 冯昶(1969- )男,浙江宁波人,副教授,硕士,主要从事重金属毒理研究。
通讯作者: 范广勤
摘要: 目的 探讨不同营养素对铅神经毒性的干预作用。方法 大鼠经醋酸铅饮水染毒4周,采用7因素2水平正交设计用牛磺酸、维生素B1等7种营养素以不同配伍进行干预,4周后测定大鼠学习记忆能力、海马组织超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、一氧化氮合酶(NOS)和一氧化氮(NO)水平。结果 营养素干预组定位航行测试第2,3d平均潜伏期分别为(21.41±14.14),(19.35±10.89)s,低于阳性对照组(34.42±11.49),(32.48±15.06)s(P<0.05);某些营养素配伍可明显改善铅对海马SOD,NOS和NO的影响(P<0.01);牛磺酸对SOD、NOS、NO的升高影响最为明显(P<0.01),极差分别为85.30,0.82,31.24。结论 营养素可改善铅对大鼠脑海马的损害,多营养素合用可提高染铅大鼠学习记忆能力。
关键词: 铅     正交试验     营养素     神经毒性     抗氧化作用    
Inhibitive effects of seven nutrients on lead-induced neurotoxicity in rats
FENG Chang, YE Wei-wei, ZHANG Jie,et al    
School of Public Health, Nanchang University, Nanchang 330006, China
Abstract: Objective To explore the effects of seven nutrients on lead-induced neurotoxicity.Methods Lead poisoning model was made by giving the rats with 800mg/L of lead acetate in drinking water consecutively for four weeks.According to orthogonal design,7 nutrients were tested with animal experiments.The nutrients were tyrosine,glycolamine,methionine,taurine,vitamin C,vitamin B1 and Zinc.Four weeks later,the ability of learning and memory of the rats in each group was measured with Morris water maze test.Superoxide dismutase(SOD),nitric oxide sythase(NOS)activity and malondialdehyde(MDA),nitroge monoxide(NO)in hippocampus of the rats were also measured.Results On the second and third day,the mean of the latent periods of the experimental group(21.41±14.14s,19.35±10.89s)were less than that of the positive control group(34.42±11.49s,32.48±15.06s;P<0.05).The activities of SOD,NOS and levels of NO were restored to normal levels by the intervention of the nutrients and the effects of taurine was the most obvious(R=85.30, 0.82,31.24;P<0.01 for all).Conclusion Nutrients might reduce lead-induced impairment in hippocampus of rats.The ability of learning and memory could be improved by joint administration of multi-nutrients in rats with lead exposure.
Key words: lead     orthogonal test     nutrient     neurotoxicity     anti-oxidative effect    

铅是一种亲神经毒素,对生长发育儿童造成危害,尤其是对神经行为功能的影响远大于其他人群。研究表明,血铅高于0.48 μmol/L即可造成神经系统不可逆性改变〔1, 2〕。针对低剂量铅所致儿童神经行为损害的研究很多,但安全有效的治疗干预措施较少。目前研究认为,铅可通过氧化损伤、一氧化氮(NO)信号分子等对儿童神经系统产生损害,而多种营养素的联合应用拮抗铅的毒性具有更好的效果〔3, 4〕。本研究选择7种营养素联合干预铅中毒神经行为毒性,寻找最佳具有拮抗作用的营养素组合,为铅中毒的防治提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试剂和仪器

醋酸铅(上海金山化工厂),分析纯,纯度为99%;酪氨酸(Tyr)、甘氨酸(Gly)、蛋氨酸(Met)、牛确酸 (Tau)、维生素C (VC)、维生素B1(VB1)(厦门星隆达化学试剂有限公司);超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、一氧化氮合酶(NOS)、一氧化氮(NO)、考马斯亮兰蛋白测定试剂盒(南京建成生物工程研究所)。Morris水迷宫分析系统 (北京硕林苑科技有限公司);Z-8000AAS原子吸收分光光度仪(日本日立公司)。

1.2 实验动物

初断乳健康雄性SD大鼠(南昌大学医学院实验动物科学部)62只,体重(85.45 ± 12.91) g。

1.3 分组与处理

将大鼠分为阴性、阳性对照组(每组7只)和营养素干预组(按7因素2水平正交表进行随机分组,共8组,每组6只)。营养素干预组和阳性对照组经饮水染铅 (800 mg/L),阴性对照组给予去离子水,自由饮用。4周后尾尖采血,测血铅值,建立铅中毒模型(染铅组血铅水平超过阴性对照4倍)后,停止染铅,营养素干预组给予营养素,剂量水平参照文献〔5, 6〕,Tyr 150,Gly 25,Met 100,Tau 2 000,Zn 100,VC 100,VB120 mg/kg;对照组给予去离子水灌胃,每周5次,连续8周,进行Morris水迷宫测试。

1.4 检测指标

(1)血铅测定:采用石墨炉原子吸收光谱法;(2)神经行为学习记忆测定:按Morris法〔7〕进行,整个实验过程分为定位航行试验和空间探索试验2部分;(3) SOD、 MDA、NOS、NO测定:按试剂盒说明书操作。

1.5 统计分析

采用SPSS 12.0统计软件进行t检验、多组单因素方差分析及正交分析。

2 结 果 2.1 大鼠体重变化

营养素干预组、阳性和阴性对照组SD大鼠的体重均有增长,但各组间体重增长差异无统计学意义 (F=0.219,P > 0.05)。

2.2 营养素对铅中毒SD大鼠血铅影响

铅染毒4周后,营养素干预组和阳性对照组血铅分别为(2.10 ± 0.46)和(2.15 ± 0.51)μmol/L,明显高于阴性对照组(0.38 ± 0.05)μmol/L (F=40.26,P < 0.01),造模成功。营养素干预后血铅浓度明显下降(t=22.416,P < 0.01)。

2.3 大鼠Morris水迷宫测试结果 2.3.1 定位航行潜伏期变化(表 1)
表 1 Morris 水迷宫测试平均潜伏期(s， x ± s)

测试第2,3 d营养素干预组平均潜伏期(21.41 ± 14.14)和(19.35 ± 10.89) s,低于阳性对照组(P < 0.05)。

2.3.2 空间搜索穿越平台次数变化

各组SD大鼠穿越平台次数和原平台象限游泳时间占总时间的百分数(%)无明显差异(F=0.571,P > 0.05;F=1.698,P > 0.05),营养素干预组原平台象限游泳距离占总距离的百分数(%)最高,阴性对照组最低(F=3.608,P < 0.05)。

2.4 大鼠海马组织生化指标改变(表 2)
表 2 不同组别大鼠海马组织生化指标比较( x ± s)

阳性对照组SOD最低(F=13.357,P < 0.01),阴性对照组和阳性对照组MDA含量较高(F=14.393,P < 0.01);阳性对照组NOS活性及 NO含量均最低(F=18.175,P < 0.01;F=31.052,P < 0.01)。

2.5 正交试验设计分析结果(表 3)
表 3 营养素干预对各组SD 大鼠影响正交统计表

正交分析表明,单个营养素对平均潜伏期无影响(P > 0.05);各营养素中Tau对 SOD、NOS、NO的提高最为明显,其极差分别为85.30,0.82,31.24(P < 0.01);VB1仅能提高SOD活性,其极差为76.64 (P < 0.01)。

3 讨 论

铅对大鼠体重影响结果不一致〔8, 9〕。本研究结果显示,铅对实验大鼠体重无明显影响,可能与染铅的剂量较低有关。实验结束时营养素干预组和阳性对照组血铅浓度较模型建立时均明显降低(P < 0.05),可能系血铅通过转移至骨、其他组织或排出体外所致。本研究结果表明,铅造成的SD大鼠空间学习能力下降,经营养素干预后得到一定的改善,且使用较多种类营养素者效果更明显。正交设计分析显示,单一营养素对空间学习能力无影响,提示在改善大鼠空间学习方面需多种营养素的协同作用。本研究表明,营养素可明显改善铅对海马SOD、NOS的抑制,提高NO水平,其中牛磺酸和VB1效果最为明显。同时给予牛磺酸和VB1时,SOD,NOS活性和NO含量最高,表明营养素在改善铅毒性作用中具有一定协同作用。

本研究表明，营养素可明显改善铅对海马SOD、NOS 的抑制，提高NO 水平，其中牛磺酸和VB1效果最为明显。同时给予牛磺酸和VB1时，SOD，NOS 活性和NO 含量最高，表明营养素在改善铅毒性作用中具有一定协同作用。

参考文献
〔1〕 Chen A,Dietrich KN,Ware JH,et al.IQ and blood lead from 2to 7 years of age:are the effects in older children the residual of high blood lead concentrations in 2-year-olds?[J].Environmental Health Perspectives,2005,113(5):597-601.
〔2〕 熊海金,雷晓燕,赵一方,等.儿童血铅水平与智商的相关性研究[J].中国实用儿科杂志,2000,15(12):731-732.
〔3〕 Ahamed M,Siddiqui MK.Environmental lead toxicity and nutritional factors[J].Clinical Nutrition,2007,26(4):400-408.
〔4〕 范广勤,冯昶,黎玉,等.多种营养素对染铅大鼠海马NOS和 NO影响[J].中国公共卫生,2007,23(10):1180-1182.
〔5〕 Patra RC,Swarup D,Dwivedi SK.Antioxidant effects of atocopherol,ascorbie acid and L-methionine on lead induced oxidative stress to the liver,kidney and brain in rats[J].Toxicology,2001, 16(2):81-88.
〔6〕 Gurer H,Ercal N.Can antioxidants be beneficial in the treatment of poisoning[J].Free Radical Biology and Medicine,2000,29(10): 927-945.
〔7〕 胡镜清,温泽淮,赖世隆.Morris水迷宫检测的记忆属性与方法学初探[J].广州中医药大学学报,2000,17(2):117.
〔8〕 陈凤娟,周自新,莫宝庆.食品污染状况及对儿童健康的影响[J].江苏预防医学,2004,15(4):82-83.
〔9〕 冯昶,范广勤,李伟.蛋氨酸、维生素C对染铅SD大鼠海马 SOD、MDA和学习记忆的影响[J].现代预防医学,2007,34 (23):4424-4425.