锰中毒对鸡心脏损伤机制的研究

论文摘要

锰作为生物体的必需微量元素,在机体的生长、发育、繁殖等方面,发挥着重要作用,但是锰过量亦可引起动物锰中毒的发生,影响机体的神经、免疫、呼吸及心血管系统的正常生理功能。目前,国内外有关锰中毒研究多集中于神经系统、免疫系统,而对于心血管系统的研究报道较少,尤其在禽类方面的研究更是如此。本试验选用50日龄海蓝公鸡400只,随机分为正常组、低剂量组、中剂量组和高剂量组,每组100只,分别饲喂含氯化锰100、600、900和1800 mg/kg的饲料,于30 d、60 d、90 d检测心电,剖杀采样,观察剖检变化以及心肌光镜和电镜下的病理学变化,检测心肌组织锰、铁、锌、铜、钙含量、血清中肌酸激酶和心肌肌钙蛋白T活性、超氧化物歧化酶活性、总抗氧化能力、线粒体膜通透性变化、呼吸链复合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ活性、心肌细胞凋亡以及钙调蛋白SERCA2a基因表达量等,研究锰中毒对鸡心脏功能的影响,初步探讨可能的毒理学机制。研究结果表明:[0]1.通过心肌锰、铁、锌、铜、钙含量的检测,表明公鸡锰中毒时,锰在心肌内有一定的蓄积作用,并引起心肌中铜含量增加和铁含量下降;锌含量变化趋势不明显;钙含量呈不规则的波动性变化;2.锰中毒公鸡心电检测结果显示,低、中剂量组心率和心电轴与正常组无显著差异,但长时间染锰时高剂量组出现P、R、S、T各波电压下降,提示长期高剂量染锰可影响公鸡心脏功能;3.锰中毒公鸡血清肌酸激酶含量明显升高,早期血清心肌肌钙蛋白T含量随剂量增大升高趋势明显,提示锰中毒对心肌存在损伤作用,并呈一定的时间效应和剂量效应关系;4.锰中毒可使公鸡心肌组织Na+-K+-ATPase、Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase活性下降,抗氧化能力降低,心肌线粒体呼吸链复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的活性降低,线粒体膜通透性变化降低,提示锰中毒可干扰线粒体能量代谢;5.锰中毒可诱导公鸡心肌细胞发生凋亡,且呈明显的剂量效应关系。超微结构观察可见凋亡的形态学变化,TUNEL法检测发现细胞凋亡指数随剂量的增加而升高,提示锰通过诱导细胞凋亡使有效心肌细胞数减少从而影响心脏功能;6.短期锰中毒公鸡心肌SERCA2a的mRNA表达量降低,长期锰中毒表达量回升,且中毒剂量越大出现回升的时间越早,回升的程度越大,提示锰中毒干扰心肌正常的钙离子转运过程。综上所述,锰中毒可以通过干扰线粒体能量代谢,影响抗氧化功能,SERCA2a的mRNA表达量的变化,诱导心肌细胞凋亡的发生,进而损伤心肌组织,影响心脏功能,发挥其毒性作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 前言
• 1.1 锰与锰中毒
• 1.2 锰中毒的临床表现
• 1.3 锰中毒对心脏的影响
• 1.3.1 锰中毒对心脏收缩功能的影响
• 1.3.2 锰中毒对心肌电生理的影响
• 1.3.3 锰中毒引起心电图变化
• 1.4 锰中毒对心功能的影响机制
• 1.4.1 锰影响内分泌和植物神经功能
• 1.4.2 锰中毒与线粒体损伤
• 1.4.3 锰中毒与钙离子通道
• 1.4.4 锰中毒与脂质过氧化
• 1.5 试验的目的和意义
• 2. 材料与方法
• 2.1 主要仪器与试剂
• 2.1.1 主要仪器及设备
• 2.1.2 主要试剂
• 2.2 试验的总体设计
• 2.3 检测项目与方法
• 2.3.1 心肌锰、铁、钙、铜、锌含量测定
• 2.3.2 心电图检查
• 2.3.3 心肌酶学检查
• 2.3.4 心肌组织抗氧化能力检查
• +-K⁺-ATPase,Ca²⁺-ATPase,Mg²⁺-ATPase 活性检测'>2.3.5 心肌组织Na⁺-K⁺-ATPase,Ca²⁺-ATPase,Mg²⁺-ATPase 活性检测
• 2.3.6 心肌细胞线粒体膜通透性变化的检查
• 2.3.7 心肌细胞线粒体呼吸链复合物活性检测
• 2.3.8 心肌组织病理学检查
• 2.3.9 细胞凋亡的检测
• 2.3.10 心肌细胞 SERCA2a 基因 mRNA 的表达量检测
• 2.4 试验数据的分析及统计
• 3. 结果与分析
• 3.1 临床症状的观察结果
• 3.2 病理剖检变化的观察结果
• 3.3 心脏病理组织学显微和超显微结构的观察结果
• 3.4 心肌锰、铁、钙、铜、锌含量测定结果
• 3.4.1 锰、铁、钙、铜、锌标准曲线的制作
• 3.4.2 心肌锰、铁、铜、锌、钙含量测定结果
• 3.5 心电图检查结果
• 3.6 心肌酶学检查结果
• 3.7 心肌组织抗氧化功能检查结果
• +-K⁺-ATPase、Ca²⁺-ATPase、Mg²⁺-ATPase 活性和线粒体膜通透性变化的检测结果'>3.8 心肌组织Na⁺-K⁺-ATPase、Ca²⁺-ATPase、Mg²⁺-ATPase 活性和线粒体膜通透性变化的检测结果
• 3.9 心肌细胞线粒体呼吸链复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ活性检测结果
• 3.10 心肌细胞凋亡的检测结果
• 3.11 心肌细胞SERCA2a 基因mRNA 表达量变化的检测结果
• 3.11.1 鸡心肌SERCA2a 基因PCR 产物鉴定结果
• 3.11.2 心肌SERCA2a 基因实时定量PCR 检测结果
• 4. 讨论
• 4.1 鸡锰中毒模型的建立
• 4.2 锰中毒对鸡心肌组织病理学变化的影响
• 4.3 锰中毒对鸡心肌铁、钙、铜、锌含量变化的影响
• 4.4 锰中毒对鸡心电图变化的影响
• 4.5 锰中毒对鸡心肌酶学的影响
• 4.6 锰中毒对鸡心肌组织抗氧化能力的影响
• 4.7 锰中毒对鸡心肌组织ATPase 活性和线粒体膜通透性变化的影响
• 4.7.1 锰中毒对鸡心肌组织ATPase 活性的影响
• 4.7.2 锰中毒对鸡线粒体膜通透性变化的影响
• 4.8 锰中毒对鸡心肌线粒体呼吸链复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ活性的影响
• 4.9 锰中毒对鸡心肌细胞凋亡的影响
• 4.10 锰中毒对鸡心肌细胞SERCA2a 基因m RNA 表达量的影响
• 5. 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A：实验结果附图
• 附录B：英文缩写词表
• 攻读硕士期间发表的学术论文