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微量元素硼对大鼠营养和毒性作用及作用机理的研究

2020-11-28阅读(456)

微量元素硼对大鼠营养和毒性作用及作用机理的研究

论文摘要

硼（B）是地壳中含量很低的一种非金属微量元素,是植物的必需微量元素。硼及其化合物广泛用于工业、农业、畜牧业、化妆品和医疗卫生等部门。近年来研究表明,适量硼对人和动物具有营养作用,高剂量硼则对人和动物具有不利影响,甚至毒性作用。本课题以196只清洁级SD大鼠为试验动物,研究饮水添加硼40、80、160、320、640mg/L对大鼠的生长与器官发育、血液生理生化、血清和器官抗氧化能力、以及舌、胃、肝脏、胰腺、睾丸、附睾、脾脏和腺垂体等器官显微和超微结构的影响,探讨硼对大鼠的营养和毒性作用机理。具体内容如下:1.硼对大鼠生长及器官发育的影响通过测定大鼠体重、体长和器官质量或长度,计算Lee’s指数和相应器官指数,研究硼对雌雄大鼠生长和器官发育的影响。结果显示:饮水添加硼40～320mg/L对大鼠BM、ADG、Lee’s指数、器官质量及肠管长度与指数多无显著影响（p＞0.05）,对65d雄性大鼠肝、肾上腺、胸腺和睾丸质量有多有显著降低作用（p＜0.05或p＜0.01）;添加硼40～80mg/L对95d大鼠器官质量多有升高作用,但差异不显著（p＞0.05）;添加硼640mg/L对大鼠BM、ADG、Lee’s指数和器官质量（或长度）及其指数多有显著影响（p＜0.05或p＜0.01）。结果表明,饮水添加硼40～80 mg/L对65d大鼠生长及器官发育有较明显促进作用;添加硼160～320mg/L多有较明显的不良影响;添加硼640mg/L则有明显的抑制甚至毒性作用。2.硼对大鼠血液生理生化的影响通过血细胞计数、血红蛋白含量测定、血清部分生化指标测定、血涂片染色及血细胞形态结构观察,研究硼对大鼠血液生理生化的影响。结果显示:与同日龄对照组相比较,各试验组网织红细胞数不同程度升高;试验Ⅰ、Ⅱ组红细胞数和血红蛋白含量多显著升高（P＜0.05）,白细胞数和白细胞分类计数多无显著差异（P＞0.05）;试验Ⅲ～Ⅴ组的红、白细胞数和血红蛋白含量显著降低（P＜0.05或P＜0.01）低于同日龄对照组,中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和单核细胞比例多显著降低（P＜0.05或P＜0.01）,95d淋巴细胞比例显著升高（P＜0.05）。试验Ⅰ组红细胞和无粒白细胞形态结构无明显变化,有粒白细胞胞核体积增大;试验Ⅱ～Ⅴ组,随硼添加量增大,变形、破损、崩解的红细胞增多,淋巴细胞胞核先固缩后肿胀,有粒白细胞胞质内颗粒减少或消失,胞核难以着色,试验Ⅴ组多叶型中性粒细胞增多。试验Ⅰ～Ⅳ组血清胆固醇含量不同程度降低,试验Ⅴ组显著升高（P＜0.05或P＜0.01）。65d试验Ⅲ、Ⅴ组和95d试验Ⅴ组血糖水平显著降低（P＜0.05或P＜0.01）。各试验组血清TRP含量差异不显著（P＞0.05）。65d试验Ⅲ组和95d试验Ⅴ组血清ALT活性显著降低（P＜0.05）。65d试验Ⅴ组血清AST活性显著升高（P＜0.05）,95d试验Ⅰ、Ⅴ组显著降低（P＜0.05）。65d试验Ⅴ组血清ALP活性显著降低（P＜0.05）。65d试验Ⅰ组血钙水平显著升高（P＜0.05）,65试验Ⅳ、Ⅴ组和95d试验Ⅱ～Ⅳ组显著降低（P＜0.05或P＜0.01）。95d试验Ⅳ、Ⅴ组血磷水平显著降低（P＜0.05）。65d试验Ⅲ组和95d试验Ⅴ组血镁水平显著下降（P＜0.05）。结果表明,饮水添加40mg/L硼对大鼠血细胞发生、增殖分化及形态结构与功能有明显促进作用;添加80～640mg/L硼对血细胞形态结构与功能有不同程度损伤,甚至毒性作用;饮水添加40～640mg/L硼对血清各项生化指标有不同程度的影响。3.硼对大鼠血清和器官抗氧化能力的影响使用SOD、CAT、MDA、GSH-PX和考马斯亮兰试剂盒测定血清和器官的SOD、CAT和GSH-PX活性,以及MDA和组织蛋白含量。结果显示:饮水添加40mg/L硼对大鼠血清各抗氧化指标无显著影响（P＞0.05）;使95d多个器官SOD、CAT和GSH-PX活性有显著升高,部分器官MDA含量显著降低（P＜0.05或P＜0.01）。添加80mg/L硼可显著升高95d大鼠血清SOD活性及部分器官SOD、CAT和GSH-PX活性（P＜0.05或P＜0.01）;显著降低延髓和肝MDA含量（P＜0.05）。添加160mg/L硼对95d大鼠血清SOD和部分器官SOD、CAT、GSH-PX活性,以及少数器官MDA含量有显著升高作用;对95d血清MDA含量及部分器官MDA含量、SOD和GSH-PX活性则有显著降低作用（P＜0.05或P＜0.01）。添加320mg/L硼对65d大鼠血清MDA含量,95d大鼠血清和部分器官SOD活性,多个器官MDA含量,以及部分器官CAT和GSH-PX活性有显著升高作用（P＜0.05或P＜0.01）;对95d血清和多个器官GSH-PX活性,部分SOD和CAT活性有显著降低作用（P＜0.05或P＜0.01）。添加640mg/L硼对大鼠血清MDA含量及SOD、CAT和GSH-PX活性多有显著影响,多数器官SOD、CAT和GSH-PX活性显著降低（P＜0.05或P＜0.01）;对95d大鼠各器官MDA含量有明显升高作用。结果表明,饮水添加40～80mg/L硼可不同程度提高机体的抗氧化能力;添加320～640mg/L硼对机体的抗氧化系统则有不良影响甚至毒性作用。4.硼对大鼠器官显微和超微结构的影响利用光镜和电镜制片技术观察95d大鼠舌、胃、肝、睾丸、脾和腺垂体等6个器官的显微和超微结构。结果显示:试验Ⅰ、Ⅱ组各器官组织结构发育良好,器官结构清晰,各种细胞排列规则、整齐;细胞内胞核场染色质增多,胞质内线粒体、RER和高尔基复合体等细胞器发达,腺垂体分泌细胞体积增大,分泌颗粒数量增多;各器官和细胞的结构呈现功能旺盛状态。表明饮水添加40～80mg/L硼对大鼠各器官的组织结构与功能有较明显的促进与增强作用,其中以添加40mg/L硼组的作用效果最好。试验Ⅲ组大鼠各器官组织结构可见不同程度轻微病变,表明饮水添加160mg/L硼对大鼠舌、肝脏、胰腺、睾丸等器官发育及组织结构与功能有较轻微不良影响或损伤作用。试验Ⅳ、Ⅴ组大鼠各器官显微和超微病变明显,舌丝状乳头顶部溶解,味蕾萎缩;胃黏膜上皮细胞坏死、脱落,胃底腺萎缩、结构混乱;肝细胞萎缩或肿胀,各种细胞器数量减少、结构不同程度破坏;睾丸萎缩,各种生精细胞显著减少,细胞内线粒体、高尔基复合体等细胞器破坏严重。各器官病理组织学变化与硼添加量存在明显相关性,表明饮水添加320和640mg/L硼对大鼠各器官发育及组织结构与功能有明显不良影响和损伤作用,甚至表现明显毒性作用。

论文目录

  • 目录
  • 中文摘要
  • Abstract
  • 缩略词表
  • 第1章 前言
  • 1.1 立题依据
  • 1.2 文献综述
  • 1.2.1 硼的理化性质及其在自然界的分布
  • 1.2.2 机体对硼的吸收与代谢
  • 1.2.3 硼对人和动物的营养作用
  • 1.2.3.1 硼对矿物元素及骨的理化特性与代谢的影响
  • 1.2.3.2 硼对动物生长性能的影响
  • 1.2.3.3 硼对糖类、脂类和蛋白质等能量底物代谢的影响
  • 1.2.3.4 硼对血细胞及血液生化指标的影响
  • 1.2.3.5 硼对人和动物免疫器官及免疫功能的影响
  • 1.2.3.6 硼对人和动物生殖功能及胚胎发育的影响
  • 1.2.3.7 硼对神经内分泌功能的影响
  • 1.2.4 硼对人和动物的毒性作用
  • 1.3 本研究的目的和意义
  • 第2章 材料与方法
  • 2.1 试验设计与总体方案
  • 2.2 试验材料
  • 2.2.1 试验动物与分组
  • 2.2.2 动物饲料
  • 2.2.3 主要试剂与药品
  • 2.2.4 主要仪器设备
  • 2.2.5 载玻片和盖玻片的处理
  • 2.2.6 主要试剂配制
  • 2.2.7 主要染液配制
  • 2.3 试验方法
  • 2.3.1 动物饲养
  • 2.3.2 样品采集
  • 2.3.3 样品处理
  • 2.3.4 指标测定
  • 2.3.5 数据处理
  • 第3章 结果与分析
  • 3.1 硼对大鼠生长及器官发育的影响
  • 3.1.1 硼对大鼠体质量、平均日增重、体长和Lee’s指数的影响
  • 3.1.2 硼对大鼠器官质量的影响
  • 3.1.3 硼对大鼠器官指数的影响
  • 3.1.4 硼对大鼠小肠和大肠长度及其指数的影响
  • 3.2 硼对大鼠血液生理生化的影响
  • 3.2.1 硼对大鼠血细胞数和血红蛋白含量的影响
  • 3.2.2 硼对大鼠白细胞分类计数的影响
  • 3.2.3 硼对大鼠血清生化指标的影响
  • 3.2.4 硼对大鼠各种血细胞形态结构的影响
  • 3.3 硼对大鼠血清及器官抗氧化系统的影响
  • 3.3.1 硼对大鼠血清抗氧化能力的影响
  • 3.3.2 硼对大鼠器官抗氧化能力的影响
  • 3.4 硼对大鼠器官的显微和超微结构影响
  • 3.4.1 硼对大鼠消化器官组织结构的影响
  • 3.4.2 硼对大鼠睾丸超微结构的影响
  • 3.4.3 饮水硼对大鼠脾脏显微结构的影响
  • 3.4.4 硼对大鼠腺垂体超微结构的影响
  • 第4章 讨论
  • 4.1 不同水平硼对雌雄大鼠的生长和器官发育存在不同影响
  • 4.1.1 硼对大鼠生长性能的影响
  • 4.1.2 硼对大鼠器官发育的影响
  • 4.2 不同水平硼对大鼠的血液生理生化具有不同作用
  • 4.2.1 硼对大鼠血细胞计数及形态结构的影响
  • 4.2.2 硼对大鼠各项血液生化指标的影响
  • 4.3 不同水平硼对大鼠血清和器官的抗氧化系统具有不同影响
  • 4.4 不同水平硼对大鼠的各器官组织结构与功能具有不同影响
  • 4.4.1 适量硼对大鼠各器官的组织结构与功能有一定促进作用
  • 4.4.2 高硼对大鼠各器官的组织结构与功能有一定损伤甚至毒性作用
  • 4.5 微量元素硼对大鼠的营养与毒性作用机制
  • 第5章 结论
  • 第6章 本课题创新之处及下一步研究计划
  • 6.1 本课题创新之处
  • 6.2 下一步研究计划
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简历

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