砷、铝联合中毒对小鼠脑细胞ca2+浓度的影响

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1、砷、铝联合中毒对小鼠脑细胞Ca2+浓度的影响作者：徐群清梁峰莫少泽梁丽艳【摘要】目的探讨砷、铝中毒导致脑细胞损伤的机制。方法建立砷、铝中毒动物模型，以Fluo3/AM为荧光指示剂，用激光扫描共聚焦显微镜测定脑细胞内游离Ca2+含量的变化，同时检测脑组织砷、铝含量及超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）的活性。结果砷中毒组及铝中毒组小鼠脑细胞内Ca2+平均荧光强度明显高于对照组（P＜0.001）；砷铝联合中毒组小鼠脑细胞内Ca2+平均荧光强度稍低于对照组，但无显著差异（P＞0.05）;砷铝联合中毒组小鼠脑组织中砷、铝含量、MDA活性明显高于对

2、照组，而SOD活性则低于对照组，两组差异显著（均P＜0.05）。结论砷、铝均可增加小鼠脑细胞内的游离Ca2+浓度，提示脑细胞内钙超载可能是其致脑细胞损伤的分子机制之一。【关键词】砷铝联合中毒；脑细胞内钙离子；激光共聚焦显微镜砷、铝是环境中常见的污染物,可造成人体多器官系统的损害,引起组织损伤、神经病变、致畸、致癌、致突变等病理变化，对人类健康构成严重威胁〔1〕。Ca2+作为细胞内第二信使，介导调节多种生理功能，在心血管系统、神经系统、免疫系统等方面起着重要作用；而砷铝联合中毒与脑细胞内Ca2+浓度的变化是否相关，至今未见报道。本研究检测砷、铝中毒

3、后小鼠脑细胞内Ca2+浓度的变化，同时测定脑组织中超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）等生化酶活性水平，从分子水平上探讨砷、铝中毒致脑细胞损伤的分子机制。　　1材料与方法　　1.1动物2月龄健康昆明种小鼠80只，雌雄不拘，体重60～100g（右江民族医学院实验动物中心提供）。　　1.2试剂与仪器亚砷酸钠（上海化学试剂公司生产）；三氯化铝（广州化学试剂公司生产）；Fluo3/AM，PluronicF127(Molecularprobesinc)；Dhanks溶液（mmol/L）：NaCl8.0，KCl0.4,Na2HPO4·12H2O0

4、.132，KH2PO40.06，NaHCO30.35，D葡萄糖1.0。SOD、MDA检测试剂盒购自南京生物工程研究所；激光共聚焦显微镜FV500型（OLYMPUS公司），日本日立（Z7000型）原子吸收分光光度计，722分光光度计等。　　1.3方法　　　　1.3.1动物分组及造模健康昆明种小鼠80只，随机分成4组，每组20只。①砷中毒组采用亚砷酸钠，按0.8mg·kg-1·d-1(以砷含量计算)尾静脉注射；②铝中毒组采用三氯化铝40mg·kg-1·d-1尾静脉注射；③砷铝联合中毒组采用亚砷酸钠0.6mg·kg-1·d-1(以砷含量计算)及三氯

5、化铝30mg·kg-1·d-1尾静脉注射；④对照组尾静脉注射生理盐水3ml·kg-1·d-1，同步实验，连续注射7d。　　1.3.2生化指标检测将正常脑组织制成10%脑组织匀浆，检测砷、铝含量（原子吸收分光光度计测定）和SOD、MDA活性。　　1.3.3细胞内Ca2+荧光强度测定将负载好的细胞悬液滴在载玻片上，采用共聚焦显微镜聚焦于Fluo3/AM负载的细胞的某一层面，采集荧光图像及细胞图像，运用FLUVIEW软件进行图像分析与数据处理，测出脑细胞内Ca2+平均荧光强度。　　1.4统计学分析数据以x±s表示，运用SPSS11.5软件行组间数据比

6、较的t检验。　　2结果　　2.1脑细胞状态和活性测定经前述方法处理的脑细胞悬液本底清楚，细胞分散好。脑细胞10h存活率达90%以上。　　2.2各组小鼠脑组织砷、铝、SOD及MDA比较砷中毒组及砷铝联合中毒组脑组织中砷含量明显高于对照组（P＜0.05），而铝中毒组与对照组无显著差异（P＞0.05）；铝中毒组及砷铝联合中毒组脑组织中铝含量明显高于对照组（P＜0.01），而砷中毒组与对照组无显著差异（P＞0.05）；砷中毒组、铝中毒组及砷铝联合中毒组脑组织中MDA活性水平明显高于对照组（P＜0.05）；而SOD活性水平明显低于对照组（P＜0.01），见

7、表1。　　2.3各组小鼠脑细胞内Ca2+浓度的比较见图1，砷中毒组（1476.01±419.34）及铝中毒组（1541.24±364.26）脑细胞内Ca2+平均荧光强度明显高于对照组（1032.15±401.74）（P＜0.001）；而砷铝联合中毒组脑细胞内Ca2+平均荧光强度(1001.81±531.61）与对照组无显著差异（P＞0.05）。　　表1各组小鼠脑组织砷、铝含量及SOD、MDA活性水平比较（略）　　与对照组比较：1)P＜0.01,2)P＜0.05　　图1各组小鼠脑细胞内Ca2+荧光强度（略）　　3讨论　　Ca2+是细胞内重要的第二信

8、使，具有多种细胞功能，包括激素分泌、细胞运动、肌肉收缩和基因转录；Ca2+除了调节正常的生理过程外，还调节病理过程，如炎症和凋亡。在生理