砷、铝联合中毒对小鼠脑细胞ca2+浓度的影响论文

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1、砷、铝联合中毒对小鼠脑细胞Ca2+浓度的影响论文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活性明显高于对照组，而SOD活性则低于对照组，两组

2、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.freelmol/L）：NaCl8.0，KCl0.4,Na2HPO4·12H2O0.132，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

3、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

4、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FLUVIEDA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），见表1。2.3各组小鼠脑细胞内Ca2+浓度的比较见图1，

5、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

6、程，如炎症和凋亡。在生理情况下脑细胞外液Ca2+浓度为10-3mol/L，而细胞内液Ca2+浓度为10-7mol/L，细胞内外Ca2+浓度相差4个数量级，细胞内Ca2+含量过高将引起细胞的一系列病理损伤〔2〕。保持细胞内Ca2+稳态，对维持细胞的各种代谢过程十分重要。砷、铝可部分通过血脑屏障进入脑组织，并在其中蓄积，对脑神经细胞产生毒性作用〔3〕。本实验结果，实验组小鼠脑组织内砷、铝含量明显高于对照组，证明砷、铝确实进入了脑组织，砷中毒组小鼠脑组织内Ca2+也明显高于对照组，而砷铝联合中毒组小鼠脑组织内Ca2+稍低于对照组。本结果表明砷、铝均可增加脑细胞内游离Ca2+，提示小鼠脑

7、细胞内Ca2+增高与砷、铝中毒有关，而砷铝联合中毒组小鼠脑细胞内Ca2+稍低于对照组，可以推测砷铝联合中毒的神经毒性并不表现为Ca2+的叠加反而降低，引起细胞内Ca2+降低的机制有待进一步研究。脑是机体中最易产生脂质过氧化物的部位，砷、铝等重金属元素在脑组织中的蓄积，可引起小鼠大脑自由基增加和抗氧化能力降低，从而使大脑产生脂质过氧化作用〔4〕。有研究表明〔5～7〕细胞过氧化损伤可破坏细胞内钙平衡，导致细胞内钙超载，小鼠脑细胞浆内Ca2+持续增高，将导致细胞内DNA酶、蛋白酶和磷脂