中国公共卫生  2011, Vol. 27 Issue (3): 332-334   PDF    
引用本文
阮琴, 申秀英, 王芳, 张晓丽, 徐晓虹, 杨三平. 亚慢性钐暴露对小鼠肝脏组织结构影响[J]. 中国公共卫生, 2011, 27(3): 332-334.
RUAN Qin, SHEN Xiu-ying, WANG Fang, et al. Influence of subchronic samarium exposure on liver tissue structure in mice[J]. Chinese Journal of Public Health, 2011, 27(3): 332-334.
亚慢性钐暴露对小鼠肝脏组织结构影响
阮琴1, 申秀英2, 王芳1, 张晓丽3, 徐晓虹1, 杨三平1     
1. 浙江师范大学化学与生命科学学院生态研究所 浙江 金华 321004;
2. 浙江科技学院生物与化学工程学院;
3. 河北北方学院
收稿日期: 2010-11-09.
基金项目: 浙江省教育厅项目(Y200805738)
作者简介: 阮琴(1964- ),女,浙江金华人,副教授,本科,研究方向:环境毒理学及药理学。
摘要: 目的 观察亚慢性钐暴露对小鼠肝脏组织结构的影响。方法 80只小鼠随机分成5组,对照组饮用纯净水;实验组分别饮用5、50、500和2 000 mg/L的硝酸钐水溶液,染毒90 d后处死小鼠,迅速取肝脏,准确称重后进行光镜、电镜切片观察肝组织形态学变化。结果 与对照组比较,各染毒组小鼠体重无明显差异,2 000 mg/L硝酸钐组肝指数明显低于对照组;光镜检查500 mg/L硝酸钐组肝细胞肿大,轻度变形,胞质疏松肝索肿胀明显,肝窦、中央静脉狭窄,2 000 mg/L硝酸钐染毒细胞排列紊乱,肝细胞边缘模糊,部分肝细胞有破裂现象;电镜检查显示50 mg/L硝酸钐染毒组细胞核核周隙不均匀,核膜曲折不平。线粒体数量减少,粗面内质网增生,有脱颗粒现象,偶见高电子密度致密体,500 mg/L硝酸钐染毒组肝细胞细胞器数量减少,结构模糊,核周粗面内质网消失,糖原颗粒减少,胞质见有多量电子密度高,圆形或椭圆形,大小不等的致密体,2 000 mg/L硝酸钐染毒组细胞核电子密度降低,胞质中有较多密度较高,体积较小致密体,核旁可见脂滴,线粒体电子密度较低,结构不清晰,内质网扩张。结论 高剂量硝酸钐对肝结构具有损害作用,提示肝脏是稀土元素钐作用的靶器官。
关键词: 硝酸钐     亚慢性染毒     小鼠     肝脏     组织结构    
Influence of subchronic samarium exposure on liver tissue structure in mice
RUAN Qin, SHEN Xiu-ying, WANG Fang, et al    
College of Chemistry and Life Science, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China
Abstract: Objective To observe the influence of subchronic samarium exposure on liver tissue structure in mice.Methods Eighty mice were randomly divided in to 5 groups.The mice in control group were exposed to pure water and the mice in experimental group were exposed to 5, 50, 500, and 2 000 mg/L aqueous solution of samarium nitrate.After 90 days treamtent, the mice were killed and their liver were rapidly and accurately weighed and the histological changes of the liver were examined with light microscopy and electronic microscopy.Results Compared with the control group, the body weight of the exposed groups was not obviously different.The liver index of 2000 mg/L samaric nitrate trentment group was remarkably lower than that of the control group.Lightmicroscope inspects showed swelling, mild distortion, and the loose of liver cells, the swelling of hepatic cord, and the narrow of liver sinus and central vein in the mice exposed to 500 mg/L samaric nitrate.The rupture and fuzzy edge of liver cell were observed with light micro scope in the mice with 200 mg/L samaric nitrate exposure.The unevenness of per inuclear gap and karyotheca winding, reduction of mitochondria, hyperpasia of rough endoplasmic reticulum, degranulation, and few high electron density compact body were observed with electronic micro scope in liver cells of 50mg/L samaric nitrate exposure group; the decrease and fuzzy structure of organells, disappearance of rough endopla smic reticulum around the nucleus, decrease of glycogen granule, and some high electron density compact body were observed in liver cells of 500 mg/L group.The decreased electron density of nucleus, many dense bodies with high density and small volume, fat drops around the nucleus,low electron density and unstructured mitochodria, and the expansion of endoplasmic reticulum were observed in liver cells of the mice with 2000 mg/L sam aric nitrate exposure.Conclusion High dose samaric nitrate has certain harm effects on livers structure suggesting the liver is the targe to rgan of sam arium.
Key words: samarium nitrate     sub-chronic exposure     mouse     liver     tissue structure    

中国是稀土大国,占世界总量的75%。由于稀土开发及各行业的广泛应用使进入环境的稀土增多,稀土可以通过多渠道进入动物体,同时由于稀土元素具有多种生物学活性,与生物分子有高度亲和力,进入动物体内后,其毒性作用几乎遍及动物体各个系统〔1, 2〕。轻稀土L a~Sm主要沉积于肝、脾等脏器内,肝脏是富集稀土的主要器官之一〔3〕,外源稀土在肝脏中的积累几乎与时间呈正比,因此长时间稀土的积累对肝脏影响不容忽视。由于肝脏是重要的解毒器官,而钐对肝脏的影响研究主要侧重于钐在肝脏中的分布〔4, 5〕。本实验以小鼠为对象,通过自由饮用不同浓度硝酸钐溶液亚慢性染毒90 d,模拟实际生活中接触稀土元素途径,研究稀土元素钐对小鼠肝脏的结构影响。

1 材料与方法 1.1 试剂与仪器

硝酸钐[Sm (NO3)3](北京有研稀土新材料股份有限公司)溶液:将一定量的氧化钐(Sm2O3)固体,用少量浓硝酸及过氧化氢加热溶解再用蒸馏水稀释,配制成标准Sm (NO3)3母液(浓度为500mg/mL);再配制成浓度分别为5、50、500、2 000 m g/L的Sm (NO3)3溶液。置于阴凉处备用。SIR-40实验小鼠独立换气笼盒(上海绍丰实验动物设备有限公司);电子分析天平(上海梅特勒-托利多仪器有限公司);YD 202 A切片机(浙江金华益迪医疗设备厂);DN-401多媒体数码显微镜系统(分析软件DN-3)(宁波永新光学股份有限公司)。

1.2 实验动物

健康ICR小鼠(浙江省实验动物中心)80只,雌雄各半,体重:25~30 g;质量合格证号:浙实动单项准第(2001)001号。实验前适应性饲养1周。

1.3 动物分组与处理

将小鼠随机分成5组,每组16只,雌雄各半。对照组饮用纯净水;4个染毒组,分别饮用5、50、500、2 000 m g/L的硝酸钐水溶液。小鼠独立换气笼盒保持温度、湿度恒定,同时具有自动排风装置,保持通风,各组小鼠自由摄取酵母饲料,染毒时间90 d。

1.4 观察指标 1.4.1 一般状况观察

染毒期间观测小鼠体重(每周称量小鼠体重)、取食和饮水、活动情况。

1.4.2 小鼠脏器系数测量

称重后用颈椎脱臼致死小鼠,迅速取肝,称重,按脏器系数=脏器重(m g)/体重(g)计算各脏器系数。

1.4.3 组织形态学分析

处死动物后肉眼观察肝脏外观,称重后取新鲜组织进行常规石蜡切片〔6〕,苏木素-伊红(HE)染色进行光学显微镜观察;超薄切片进行电镜观察并拍摄图片。

1.5 统计分析

实验数据用 x±s表示,采用SPSS 11.0软件单因素方差分析和邓肯氏多重比较进行统计,2组间进行t检验,显著性水平设置为α=0.05。

2 结 果 2.1 硝酸钐对小鼠生长发育影响(表 1)
表 1 稀土钐对小鼠体重肝重及脏器指数影响

染毒期间对照组与各染毒组小鼠体重无明显差异,与对照组比较,5 m g/L硝酸钐组肝脏重量无明显差异,50、500 mg/L硝酸钐组肝脏重量明显增加,而2 000 m g/L组肝脏重量及肝指数明显低于对照组。

2.2 硝酸钐对肝组织形态学影响 2.2.1 肝脏光镜检查结果

对照组小鼠肝小叶结构正常清晰(图 1),5、50m g/L染钐组肝组织与对照组比较,未见明显异常(图 2、3),500 mg/L染钐组肝细胞肿大,轻度变形,胞质疏松肝索肿胀明显,肝窦、中央静脉有狭窄(图 4),2 000 mg/L染钐组细胞排列紊乱,肝细胞边缘模糊,部分肝细胞有破裂现象(图 5)。

图 1 对照组肝脏(HE染色,×400)

图 2 5 mg /L硝酸钐组肝脏(HE染色,×400)

图 3 50 mg /L硝酸钐组肝脏(HE染色,×400)

图 4 500 mg /L硝酸钐组肝脏(HE染色,×400)

图 5 2000mg /L硝酸钐组肝脏(HE染色,×400 )
2.2.2 肝脏电镜检查结果

对照组(图 6)小鼠肝细胞细胞核、核膜、染色质及细胞器位置形态结构正常,基质电子密度均匀一致。5 m g/L染钐组肝细胞形态无明显异常,滑面内质网轻度扩张,偶见高电子密度致密体(图 7)。50 m g/L染钐组肝细胞核周隙不均匀,核膜曲折不平,粗面内质网增生,有脱颗粒现象,偶见高电子密度致密体(图 8)。500 mg/L染钐组小鼠肝细胞核膜结构不清晰,异染色质分布在核膜下,电子密度高,呈块状,常染色质电子密度降低;胞质中线粒体数量明显减少,结构较模糊。粗面内质网、糖原颗粒减少,胞质中见有多量高电子密度致密体(图 9)。2 000 m g/L染钐组肝细胞核内常染色质减少,细胞核电子密度降低,胞质中有较多的电子密度较高,体积较小的致密体,核旁可见脂滴(图 10)。

图 6 对照组肝组织(×12 000)

图 7 5 mg /L硝酸钐组肝脏(×15 000)

图 8 50 mg /L硝酸钐组肝脏(×15 000)

图 9 500 mg /L硝酸钐组肝脏(×12 000)

图 10 2 000 mg /L硝酸钐组肝脏(×10 000)
3 讨 论

动物脏器系数是亚慢性毒性试验中一个灵敏有效指标,可较好地反映化学毒物对脏器的综合毒害作用,也是寻找毒物作用靶器官的重要线索〔7〕。高浓度钐引起肝重量及肝脏系数明显低于对照,脏器系数的异常,可旁证病理组织学改变的可能性。这与高浓度钐染毒组引起肝组织结构的改变一致。在光镜及电镜下高剂量组(500、2 000 mg/L)与对照组比较,肝细胞索、胞质及细胞器发生较大改变,在胞质中还可见有多量电子密度高,圆形或椭圆形,大小不等的致密体。稀土钐以吞噬或胞饮方式进入肝细胞,吞入的微粒浓缩形成致密体〔8〕。更进一步证实高剂量硝酸钐对肝具有一定的损害作用,与夏青的研究结果一致〔9〕。有关稀土化合物对肝脏影响的研究已有报道〔10, 11〕,稀土化合物对肝脏的影响与剂量及给予的途径有关,剂量大时对肝脏产生损伤作用。L iu等〔12〕报导给大鼠连续灌胃混合稀土6个月后,发现20 m g/kg组肝细胞内糖原颗粒减少,肝细胞核发生了不同程度的变形;一次性注射高剂量的稀土后,肝细胞内脂滴增多〔13〕,线粒体髓样变性、糖原颗粒减少、滑面内质网扩张,次级溶酶体增多,与本次研究结果一致。稀土染毒对小鼠肝脏组织存在一定程度的影响,表明肝脏是稀土元素最重要的靶器官〔14〕,但稀土染毒对肝脏脏器组织功能影响的确切机制还有待进一步研究。

参考文献
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