低砷暴露对小鼠肝肾的早期损伤及其机制的实验研究

论文摘要

目的:（1）探讨低砷暴露对肝脏和肾脏脂质过氧化的影响及对超微结构变化的影响（2）通过检测5-溴脱氧尿嘧啶核苷（Brdu）在砷暴露小鼠肝脏和肾脏组织中DNA的掺入,以了解砷暴露导致肝和肾组织早期损伤后Brdu参与DNA掺入的组织学分布,为肝肾早期损伤的毒作用机理提供毒理学依据。方法:健康昆明雄性小鼠96只,体重18～21g,随机分为4组,每组24只。用蒸馏水按0 ppb、50ppb、500ppb、5 000ppb（以As3+计）浓度配制亚砷酸钠（NaAsO2）溶液给予各组自由饮用,分别于染毒4W、6W、8W处死。观察指标包括:饮水量、饲料消耗量、体重变化、肝肾脏器系数、肝肾脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量、肝肾组织内的过氧化物歧化酶（ SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活性;光镜和电镜观察形态学改变;采用Brdu免疫组化的方法检测低砷暴露小鼠肝脏和肾脏组织早期损伤后Brdu参与DNA掺入的组织学分布。结果:（1）中剂量组小鼠在染毒第4,5周的体重增长与对照组相比升高,差异有显著性;低剂量组小鼠在染毒第2,3,4,5周的体重增长与对照组相比升高,差异有显著性;在染毒第6周时,高、中、低剂量组小鼠体重增长均呈现出滞缓现象,高剂量组甚至出现体重下降。（2）小鼠肝肾组织脂质过氧化产物MDA含量随砷浓度的增大和染毒时间延长而增加,高、中剂量组与对照组相比均有显著性差异（P<0.05 ） ;SOD活性在砷染毒的第4和第6周时,中、低剂量组均显著高于对照组（P<0.05）,但随着染毒时间的延长,SOD活性有下降的趋势,SOD活性呈现先增高后下降的趋势;GSH-PX活性随砷浓度增加而降低,高、中剂量组与对照组相比有显著性差异（P<0.05）。（3）光镜观察,高剂量组可见肝细胞肿胀,胞浆出现空泡状改变,细胞核固缩、碎裂或溶解的表现;肾小球只有轻度肿胀、充血,近曲小管胞体略有肿胀,但细胞界限清晰,无细胞质及细胞核病理改变。透射电镜观察可见,中剂量组6w出现肝窦窗孔数明显减少或消失,枯否细胞伪足穿过内皮窗孔进入窦周隙,与肝细胞相接触,中剂量组8w末出现肝细胞中线粒体嵴减少、模糊不清和内质网肿胀、脱颗粒等病理改变,高剂量组8w的线粒体则出现空泡状,由不连续的窗孔化结构发展为内皮下基底膜的形成。中剂量组6w肾小球毛细血管内皮轻度增生和肿胀,胞浆突起呈轻微连拱状,部分足突融合,基膜结构基本正常;高剂量组8w肾小球毛细血管内皮肿胀,足突融合处增多,基膜呈区段性均质性增厚,肾小管上皮细胞核畸形、核膜凹凸不同,核膜边周明显有异染色质堆集,腔面微绒毛扭曲、肿胀、脱失,排列疏松。（4）Brdu免疫组化结果表明,Brdu主要在肝窦和肾小球区域表达,而且染砷组的总光密度值显著高于对照组（P<0.05 ）。结论:（1）短期低砷暴露引起抗氧化酶的适应性变化,随着时间的延长和浓度增加可致脂质过氧化,肝肾组织中MDA含量升高,GSH-PX活性下降,SOD活性有先增高后降低的趋势。（2）低砷暴露对肝窦内皮细胞、肝细胞和肾小球滤过膜的超微结构均有不同程度的损伤作用,可能与脂质过氧化损伤有关。（3）低砷暴露下肝肾早期损伤的主要靶部位是肝窦和肾小球滤过膜。

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