中国公共卫生  2010, Vol. 26 Issue (11): 1413-1414   PDF    
引用本文
李玉彩, 刘萍, 贾晓静, 曹胜楠, 张贝贝. 明矾对大鼠脑组织脂质过氧化及金属元素影响[J]. 中国公共卫生, 2010, 26(11): 1413-1414.
LI Yu-cai, LIU Ping, JIA Xiao-jing, et al. Effects of alum on lipid peroxidation and trace elements in rat brain[J]. Chinese Journal of Public Health, 2010, 26(11): 1413-1414.
明矾对大鼠脑组织脂质过氧化及金属元素影响
李玉彩, 刘萍, 贾晓静, 曹胜楠, 张贝贝     
山东大学公共卫生学院卫生检验研究所, 济南250012
收稿日期: 2010-04-22.
基金项目: 山东省科技发展计划(2007RKA034)
作者简介: 李玉彩(1984-),女,山东临沂人,硕士在读,研究方向:食品安全。
通讯作者: 刘萍
摘要: 目的 研究明矾对大鼠脑组织脂质过氧化和铜、锰、铁、锌含量影响,探讨明矾对大鼠脑神经损伤机制。方法 32只Wistar大鼠,随机分为4组,在大鼠饲料中加入不同剂量明矾,染毒30 d,测定大鼠脑组织中丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,采用原子吸收分光光度法测定铝、铜、锰、铁、锌含量。结果 低、中、高剂量组大鼠脑组织中MDA含量分别为(1.64±0.25),(2.10±0.36),(2.33±0.27)nmol/mgprot,明显高于对照组(1.16±0.26)nmol/mgprot(P＜0.01);与对照组比较,高剂量组SOD活性明显下降(P＜0.05),中、高剂量组GSH-Px活性下降(P＜0.05);低、中、高剂量组大鼠脑组织中铝含量分别为(2.19±0.39),(2.48±0.33),(3.52±0.41)g/g,明显高于对照组(P＜0.01),各剂量组大鼠脑组织中铜、锰、铁、锌含量与对照组比较呈降低趋势。结论 明矾在一定程度上影响大鼠脑组织脂质过氧化水平,可能是明矾引起大脑神经损伤的机制之一。
关键词: 明矾     丙二醛     超氧化物歧化酶     谷胱甘肽过氧化物酶     微量元素    
Effects of alum on lipid peroxidation and trace elements in rat brain
LI Yu-cai, LIU Ping, JIA Xiao-jing, et al     
Department of Chemistry and Microbacteria Detection, School of Public Health, Shandong University, Ji'nan 250012, China
Abstract: Objective To investigate the effect of alum on lipid peroxidation of brain and the contents of trace elements including copper(Cu),manganese(Mn),ferrum(Fe),zinc(Zn)in the brain for the study of mechanism of alum impact on nervous system.Methods Thirty-two Wistar rats were randomly divided into four groups,administered with alum by oral for four weeks.The content of malondialdehyde(MDA),the activities of superoxide dismutase(SOD)and glutathione per-oxidase(GSH-Px)were detected.The concentrations of Al,Cu,Mn,Fe,and Zn in the brain of the rats were determined with atomic absorption spectrophotometry(AAS).Results The MDA content of control group was 1.16±0.26 nmol/mgprot, and that of administration group were 1.64±0.25,2.10±0.36,and 2.33±0.27 nmol/mgprot,which showed significant differences(P<0.01).Activities of SOD and GSH-Px decreased with significant differences between the high dose group and the control group(P<0.05).The activity of GSH-Px showed significant differences between the moderate,high dose groups and the control group(P<0.05).Compared with the control group,Al levels were siginificantly increased (2.19±0.39,2.48±0.33,3.52±0.41 vs 0.55±0.12)(P<0.01);the levels of Cu,Mn,Fe,Zn were lower than the con-trol group.Conclusion Oral alum exposure can impair the level of lipid peroxidation,which may be one of mechanisms of neurotoxic effect in rats.
Key words: alum     malondialdehyde     superoxide dismutase     glutathione peroxidase     trace element    

食品添加剂明矾(硫酸铝钾)与人们的日常生活密切相关，广泛用于油炸食品、发酵食品、膨化食品及腌渍海产品、制作粉条等〔1〕。目前在食品加工制作过程中过量使用明矾现象比较严重，造成食品中铝元素含量超过国家标准〔2, 3〕。铝是对人体有害的金属元素，过量铝可在人体蓄积，产生慢性毒性作用，其中对神经系统损害最为严重〔4, 5〕，能导致多种神经性病变，但是其损伤机制目前仍不清楚。本实验通过给大鼠饲喂添加明矾饲料，测定大鼠脑组织中丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性，同时测定大鼠脑组织中铜、锰、铁、锌等金属元素的含量，探讨明矾对大鼠神经损伤机制。

1 材料与方法 1.1 仪器与试剂

SOLLAR M6 型原子吸收光谱仪，带GF95型石墨炉，FS95自动进样装置(美国热电公司);ETHOS-TC微波消解仪(意大利Milestone公司);UV-2450型紫外可见分光光度计(日本岛津公司);ER-182A万分之一电子天平(日本A＆D公司);明矾(食品添加剂);铝、铁、锌、铜、锰标准液(国家标准物质研究中心);MDA、SOD、GSH-Px、蛋白试剂盒(南京建成生物工程研究所);其余试剂均为分析纯。

1.2 实验动物及染毒

选择健康清洁级雄性Wistar大鼠(山东大学实验动物中心)，32只，体重160～180g，动物许可证号:SCXK(鲁)20090001，分笼饲养，自由进食饮水。动物房温度为16～24℃，相对湿度为45%～55%，适应环境饲养3d。大鼠按体重随机分为4组，每组8只。对照组，给予基础饲料;低、中、高剂量明矾组大鼠饲料中添加不同剂量食品添加剂明矾，对照组与低、中、高明凡组饲料中铝含量实测值分别为59.7，887，1730.6，2610.7mg/kg。饲喂30d，每天称量体重及进食量。

1.3 脑组织MDA 及SOD、GSH-Px 测定

实验结束后，大鼠禁食24h，断头处死，在冰台上剥离出全脑，精确称取脑组织，用4℃生理盐水(体积9:1)低温匀浆，3000r/min离心15min，取上清备用，采用试剂盒法测定脑组织中蛋白质、MDA含量及SOD、GSH-Px活性。

1.4 金属元素分析

精确称取脑组织约0.1g，于微波消解仪内插罐中，加1mL硝酸，冷消解1～1.5h，放入加有1mL双氧水和5.0mL去离子水的内罐中，消化，同时做空白，组织消解完全后，定容至5.0mL。Al、Mn、Cu含量的测定采用石墨炉原子吸收光谱法进行测定，Al的测定线为309.3nm，Cu的测定线为324.8nm，Mn的测定线为279.5nm，均以氩气作为载气，采用塞曼效应扣除背景吸收。Fe、Zn含量的测定采用火焰原子化法，Zn的测定线为213.9nm，Fe的测定线为248.3nm，燃气为空气-乙炔。

1.5 统计分析

采用SPSS 13.0统计软件对数据进行分析，多组间数据分析采用单因素方差分析，组间两两比较采用Dunnett检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果 2.1 明矾对大鼠体重及进食量影响

实验期间4组大鼠的平均进食量无差异，体重均呈增长趋势，但与对照组比较，实验组大鼠体重增长缓慢，在实验结束时各剂量明矾组大鼠体重明显低于对照组(P＜0.01)。

2.2 大鼠脑组织中MDA、SOD 和GSH-Px 变化( 表 1)
表 1 明矾对大鼠脑组织中MDA、SOD 和GSH-Px 影响(±s，n = 8)

结果表明，随着饲喂明矾量的增加，低、中、高剂量组大鼠脑组织中MDA含量逐渐升高，与对照组比较差异具有统计学意义(P＜0.01)，高剂量组SOD活性明显低于对照组(P＜0.05)，与对照组比较，中、高剂量组GSH-Px活性明显下降(P＜0.05)。

2.3 脑组织中铝、铜、锰、铁、锌含量测定结果( 表 2)
表 2 明矾对大鼠大脑中金属元素含量的影响(±s，μg/g，n= 8)

结果表明，低、中、高剂量组大鼠脑组织中铝含量随着饲喂明矾剂量增加而升高，与对照组比较差异具有统计学意义(P＜0.01)，与对照组比较，高剂量组大鼠脑组织中铜含量降低，差异具有统计学意义(P＜0.05)，各实验组大鼠脑组织中锌含量明显降低(P＜0.05)。

3 讨论

铝能导致多种神经性疾病，但是关于其神经病理机制尚存在争论，有文献报道铝元素通过转运蛋白和非转运蛋白等方式突破血脑屏障，导致神经性病变〔6〕，而Kumar等〔7〕则认为铝通过破坏机体线粒体功能提高机体氧化应激，逐步对生物体造成损害。本研究结果显示，随着饲喂明矾剂量增加，低、中、高剂量组大鼠的进食量无明显变化，但体重增长缓慢，提示明矾影响大鼠体重增长，这可能与经口摄入明矾影响大鼠胃肠道吸收营养的功能有关。

本实验结果还显示，实验组大鼠脑组织中SOD和GSH-Px活性下降，MDA含量升高。SOD及GSH-Px是机体内重要的抗氧化酶类，能有效维持抗氧化系统的平衡，明矾的摄入在一定程度上降低大鼠脑组织SOD和GSH-Px的活性，导致机体清除氧自由基的能力降低，加速机体氧化损伤进程，增强脂质过氧化反应，产生大量脂质过氧化产物MDA。MDA与膜上的蛋白质或脂质发生反应，破坏生物膜结构完整性，损害细胞正常生理功能。

随着明矾饲喂剂量增加，实验组大鼠脑组织中铜、锰、铁、锌元素含量降低，而金属元素铜、锰、锌是组成SOD重要成分，机体铜、锰、铁、锌元素含量下降会降低SOD和GSH-Px活性，导致机体不能及时清除包括MDA在内的氧自由基，加重机体脂质过氧化损伤。

参考文献
〔1〕 中国食品添加剂生产应用工业协会.食品添加剂手册[M].北京:中国轻工业出版社,2001,58.
〔2〕 叶蔚云,雷宇绯,陈秀端.广州市几类食品中铝的测定[J].中国卫生检验杂志,2007,17(6):1018-1019,1047.
〔3〕 何福德,陆鹏,姚创飞,等.市售面点中铝残留量的调查[J].中国卫生检验杂志,2006,16(9):1113-1114.
〔4〕 邢伟,文涛,王彪,等.铝对大鼠海马〔Ca2+〕i和PKC生物活性影响[J].中国公共卫生,2007,23(5):579-580.
〔5〕 Nayak P.Aluminum:impacts and disease[J].Environmental Research,2002,89(2):101-115.
〔6〕 Yokel RA.Blood-brain barrier flux of aluminum,manganese,iron and other metals suspected to contribute to metal-induced neurodegeneration[J].Joural of Alzheimers Disease,2006,10(2-3):223-253.
〔7〕 Kumar V,Gill KD.Aluminum neurotoxicity:neurobehavioural and oxidative aspects[J].Archives of Toxicology,2009,83(11):965-978.