点击显示 收起
关键词 镉 大鼠 胚胎毒性 锌
Study on embryonic damage induced by cadmium in rat Shi Xiuquan，
Wang Keyue，Li Hong，et al.
Zunyi Medical College，Zunyi，Guizhou563003.
【Abstract】 Objective To explore the toxicity and mechanism of rat’s embryoes which induced by cadmium.Methods Female and male rats were put to copulate to collect pregnant rats and then they were randomly divided inˉto four groups.Different doses of CdCl 2 were given to pregnant dams intraperitoneally at the7th，10th and13th day of gestation.At the21st pregnant day，embryoes were taken out.Their livers and brains were weighted and the contents of5-HT，T-AOC，protein were determined and pathological examinations in thymus glands，brains and livers were made.Results （1）None normal embryoes were found in the high dose group;（2）The cadmiun contents of embryonic livers were increased significantly.（3）The contents of5-HT，T-AOC were significantly reduced and the normal structure of embryo’s liver is badly damaged in administered group.Conclusion （1）Cadmium can enter embryo by permeating placenta barrier and enter brain partly and oosperm can not develop as embryo in the high dose group.（2）The decreasing of some neural transmitter and capacity of anti-oxidation are related to the content and contribution of zinc in embryoes.
Key words cadmium rat embryo toxicity zinc
镉是二价有毒重金属，易在人体中蓄积，可造成急慢性镉中毒，导致肝、肾、肺、骨、睾丸等组织的损害。既往研究表明镉的许多毒性作用是由于它与钙、锌、铜等相互作用而引起的 ［1］ ，体内镉的水平在很大程度上影响机体对锌的生物利用。而锌是人体必需的微量元素，其对机体的正常功能具有重要作用，无论什么原因干扰了锌的代谢和功能都会对机体健康产生严重后果。目前，已确知镉对染毒动物本身多器官系统均有损害作用，但镉对子代是否具有类似效应呢?本研究对妊娠大鼠染镉，探讨其对胎鼠的影响。
1 材料与方法
1.1 实验动物 清洁级SD大鼠雌性40只，雄性20只，体重（190.8±10.67）g，由第三军医大学动物室提供，动物合格证号:SCXK（渝）20020003。
1.2 主要试剂仪器 氯化镉（优级纯，上海试剂二厂）;5-HT标准品（美国ALEXIS公司）;T-AOC测试盒（南京建成）;原子吸收光谱仪（德国analytik jena公司）;荧光分光光度计（Shimadzu公司）;紫外分光光度计（上海第三分析仪器厂）;马福炉等。作者单位:563003贵州遵义医学院预防医学教研室
1.3 实验方法 雌雄性SD大鼠按2:1同笼交配，次日晨将雌鼠逐一阴道涂片镜检，发现精子当日记为孕期0天（E 0 ），以后依次为E 1 E 2 …E 21 。将获取的38只孕鼠随机分成4组:（1）对照组与（2）低镉组各9只;（3）中镉组与（4）高镉组各10只。各组均喂食常规饲料，自由饮去离子水，孕期第7、10、13天给后三组腹腔注射氯化镉溶液（剂量分别为0.5，1，2mgCd/kg体重），对照组注射等量生理盐水，妊娠21天，将母鼠断头处死，立即剖宫取出胎鼠，并迅速在冰盘上取出胎鼠的肝、脑组织称重。镉采用石墨炉法、锌采用火焰原子吸收光谱法进行测定 ［2］ 。T-AOC（total antioxidative caˉpacity，总抗氧化能力）测定按测试药盒说明书进行，相应的蛋白浓度用考马斯亮兰法测定。荧光分光光度法测定5-HT（5-hy-droxytryptamine，5-羟色胺）含量 ［3］ 。肝与胸腺组织采用HE染色法，脑组织采用整体镀银染色法制成病理切片。
1.4 统计学方法 结果均用ˉx±s表示，用SPSS11.0软件进行方差分析，q检验及相关分析。
2 结果
2.1 胎鼠体尾全长、体重、肝脑重及其脏器系数变化 妊21天，除高镉组母鼠体重增加<20g外，其余三组均在50g以上。剖宫取胎鼠发现，对照组及低、中镉组所产胎鼠未见明显的外观畸形，其母鼠子宫内壁未发现有胚胎吸收斑。且以上三组胎鼠体尾全长，体重，肝脑重，肝、脑脏器系数之间差异无显著性（P>0.05）。但高镉组的10只孕鼠剖杀时仅在子宫内壁发现数个大小不一的胎盘，其周边附有较多 血凝块而未见存活胎鼠。
2.2 胎鼠脑组织5-HT、T-AOC含量的变化 见表1。由表1可见，低剂量染镉组胎鼠脑组织中的5-HT、T-AOC含量较正常对照组低差异有显著性（P<0.05），而中剂量染镉组胎鼠脑组织中的5-HT、T-AOC含量比正常对照组均显著减低（P<0.01和P<0.05），而中、低剂量染镉组胎鼠肝、脑组织以上指标含量比较，差异无显著性P>0.05）。表1 胎鼠肝脑组织中镉锌含量T-AOC、5-HT结果 注:与对照组比较 ▲ P<0.05、 △ P<0.01，与低Cd组比较 ˇ P<0.05
2.3 胎鼠肝脑组织中镉、锌含量变化 见表1，中、低镉组胎鼠肝组织中锌、脑组织中的镉锌含量较对照组以及二者之间比较，差异无显著性（P>0.05）。中镉组胎鼠肝组织镉含量比对照组和低镉组都明显升高（P<0.05），而低镉组胎鼠肝组织中的镉含量较对照组虽略有升高，差异无显著性（P>0.05）。肝组织中镉锌含量之间呈正相关关系（r=0.641，P=0.049）。但脑组织中镉锌含量之间呈负相关 关系（r=-0.696，P=0.007）。
2.4 胎鼠肝脏、脑、胸腺形态学改变 病理切片发现，中、低剂量染镉组胎鼠大脑神经元锥体细胞与海马均结构完整，分支清楚，未见明显病变。胎鼠胸腺包膜结构完整，分叶清楚，其内的淋巴细胞胞核胞浆亦未见异常改变。而低、中剂量染镉组胎鼠肝组织结构不同程度地破坏，不能见到正常的肝索结构，且肝细胞周围间质及血
窦多处破坏出现空泡，如图1～3（均为HE染色×100）所示。 图1 （对照组） 图2 （低镉组） 图3 （中镉组）
3 讨论
3.1 镉能透过胎盘屏障和胎鼠的血脑屏障，并致胎鼠肝脑组织中锌含量改变 既往的研究证实镉毒作用的主要靶器官是肝与肾，本研究结果显示，染镉组胎鼠肝中镉含量高于对照组，并可见肝脏有明显的病理改变，均表明镉能透过胎盘，进入胎鼠体内。并且透过胎盘屏障进入胎鼠体内的镉可不同程度地透过血脑屏障进入大脑，这可能是由于胎鼠血脑屏障发育还不完善所致。
目前认为，镉的毒性作用与干扰体内一些必需微量元素的正常代谢和生理功能密切相关，本研究结果显示，虽然染镉组胎鼠肝和脑中锌含量与对照组差异无显著性，但在肝脏锌与镉含量间呈正相关，在脑中两者则呈负相关。肝内锌含量随镉含量增高而增高的机理，可能是由于镉影响了锌的内稳态，与镉和锌与金属硫蛋白结合能力有关 ［4］ ，抑制了锌的正常功能，含量增高可能是机体的一种代偿机制。有研究表明，锌从母体通过胎盘向胚胎转运时是一个主动转运的过程，本研究的结果虽不能说明镉是否会影响该过程，但显示镉能影响锌在胎鼠体内的分布，并影响了与锌有关的一些功能。另有研究发现 ［5］ ，对于镉引起胎鼠的形态与发育异常，如预先给予孕鼠高锌饲料，胎鼠可得到较好的保护，结合本研究结果，镉的胚胎毒性还可能与其干扰母体内锌的代谢有关。
3.2 母体染镉引起胚胎某些神经递质改变 5-HT是脑 内一种重要神经递质，既往的研究发现，其在脑内水平的高低，将会直接影响子代成年后的学习记忆能力。Mazer ［6］ 等给成年大鼠脑中灌注色氨酸羟化酶抑制剂———对氯苯丙氨酸以耗竭5-HT，结果大鼠的脑突触密度降低，其学习能力缺损，提示5-HT可改善学习记忆功能。
高维娟 ［7］ 等发现大鼠脑缺血再灌注后海马组织NE和5-HT含量均明显低于正常组，且同期水迷宫试验中观察到，脑缺血再灌注组大鼠出现了明显的学习记忆障碍，表现为错误次数增多，游全程时间延长。其结果与5-HT的变化规律相一致。提示5-HT的下降在智能障碍中起着十分重要的作用。虽5-HT对学习记忆功能的影响目前尚无定论，但肯定有影响。本实验中，胎鼠脑内5-HT的含量随母鼠染镉剂量增加而降低，与高维娟 ［7］ 等的研究结果一致。
3.3 镉引起肝脑脂质过氧化损伤 既往的毒理实验表明，镉的毒性与氧化损伤密切相关，镉是一种脂质过氧化诱导剂，可促进人和大鼠脂质过氧