NAC对氯化汞致大鼠肾皮质线粒体损伤影响的实验研究

摘要

前言
　　 汞(Mercury,Hg)是一种以多种形式广泛分布于环境中的有毒重金属,对人和动物的健康有极大的危害。目前环境中依然存在大量的汞污染源,虽然每种物质中汞含量都不大,但总量可观。汞具有较强的毒性,目前已有研究表明汞可对肾、肝、脑、睾丸及血液产生毒性作用,并且具有致癌、致畸、致突变作用。肾脏是氯化汞(HgCl2)排泄、蓄积和毒性作用的主要器官。研究表明HgCl2能干扰线粒体生理代谢。线粒体是细胞能量产生的主要部位,是细胞的活力、生存和死亡的调节中心。HgCl2具有极强的与巯基分子结合的能力和亲电性,通过氧化损伤和抑制线粒体呼吸功能,最终引起细胞凋亡。N-乙酰半胱氨酸(NAC)为一种含巯基化合物,作为合成谷胱甘肽的前体,为一种巯基供给剂,补充细胞内防御缓冲体系中的“还原型巯基库”。同时,它还具有抗氧化作用,通过与自由基的相互作用清除自由基。本研究运用线粒体孵育液染汞和大鼠急性与亚急性染汞实验研究HgCl2对大鼠肾皮质线粒体的Ca2+-ATP酶(Ca2+-ATPase)、琥珀酸脱氢酶(SDH)和磷脂酶A2(PLA2)的活力以及丙二醛(MDA)含量、线粒体膜电位、细胞色素C(Cyt c)含量和线粒体膜流动性的影响,探索HgCl2对大鼠肾皮质线粒体的损伤作用,研究NAC预处理对HgCl2所致大鼠肾皮质线粒体损伤的影响,从而为阐明汞的毒作用机理和为防治汞中毒提供理论依据。
　　 材料与方法
　　 体外线粒体孵育液染汞实验:由中国医科大学实验动物中心提供实验用清洁级Wistar大鼠12只,体重(200±10)g,雌雄各半。将大鼠剪心脏放血处死后,取肾皮质,梯度离心得线粒体。将所得线粒体液分设为5组,第1组为对照组,第2-4组为不同剂量染汞组,分别加入到5μmol/L、50μmol/L、500μmol/L的HgCl2缓冲液中,第5组为NAC预处理组,线粒体液先用NAC(浓度为100μmol/L,)预处理20分钟后,加入到HgCl2缓冲液(浓度为50μmol/L)中。各组于培养箱内37℃孵育1 h后,测定MDA含量,Ca2+-ATPase、PLA2和SDH的活力,线粒体膜电位和缓冲液中Cyt c含量,每个指标设6个样本。
　　 大鼠急性染汞实验:中国医科大学实验动物中心提供的实验用清洁级Wistar大鼠24只,体重(200±10)g,雌雄各半。按体重随机分成3组,对照组、单纯染汞组、NAC预处理组。对照组、单纯染汞组大鼠腹腔注射生理盐水,NAC预处理组腹腔注4mmol/kg NAC；2 h后对照组大鼠皮下注射生理盐水,单纯染汞组、NAC预处理组皮下注射18.4μmol/kg HgCl2；注射容量均为5ml/kg体重。注射HgCl224h后,剪心脏放血处死大鼠,取肾皮质,梯度离心得线粒体(以上操作均在4℃下进行),测定MDA含量,Ca2+-ATPase、PLA2和SDH的活力,线粒体膜电位、胞浆中Cyt c含量和线粒体膜流动性,并在透射电镜下观察线粒体形态结构变化。
　　 大鼠亚急性染汞实验:中国医科大学实验动物中心提供的实验用清洁级Wistar大鼠24只,体重(180±10)g,雌雄各半,按体重随机分成对照组、单纯染汞组、NAC预处理组。对照组、单纯染汞组大鼠腹腔注射生理盐水,NAC预处理组腹腔注射0.4mmol/kg NAC；2 h后对照组大鼠皮下注射生理盐水,单纯染汞组、NAC预处理组皮下注射1.84μmol/kg HgCl2；注射容量均为5ml/kg体重。每天染毒一次,连续染毒十四天。最后一次染毒24 h后,剪心脏放血处死大鼠,取肾皮质,梯度离心得线粒体(以上操作均在4℃下进行),测定MDA含量,Ca2+-ATPase、PLA2和SDH的活力,线粒体膜电位和胞浆中Cyt c含量。
　　 结果
　　 体外线粒体孵育液染汞实验:与对照组比,50μmol/L、500μmol/L染汞组MDA含量显著升高(P<0.05),PLA2活力显著升高(P<0.05),SDH活力显著降低(P<0.05),线粒体膜电位显著降低(P<0.05),Cyt c含量显著升高(P<0.05),5μmol/L、50μmol/L、500μmol/L染汞组Ca2+-ATPase活力显著降低(P<0.05),且在一定范围内随着HgCl2剂量的增加,ca2+-ATPse活力有降低趋势,MDA和Cyt c含量有升高趋势,PLA2活力有升高趋势,SDH活力有降低趋势,线粒体膜电位有降低趋势。与单纯染汞组(50μmol/L)比,NAC预处理组MDA含量显著降低(P<0.05),PLA2活力显著降低(P<0.05),线粒体膜电位显著升高(P<0.05),Cyt c含量显著降低(P<0.05)。
　　 大鼠急性染汞实验:与对照组比,单纯染汞组MDA含量显著升高(P<0.05),Ca2+-ATPase活力显著降低(P<0.05),PLA2活力显著升高(P<0.01),SDH活力显著降低(P<0.05),线粒体膜电位显著降低(P<0.01),Cyt c含量显著升高(P<0.05),线粒体膜流动性显著降低(P<0.05)。与单纯染汞组比,NAC预处理组MDA含量显著降低(P<0.05),PLA2活力显著降低(P<0.01),SDH活力显著升高(P<0.05),线粒体膜电位显著升高(P<0.05),Cyt c含量显著降低(P<0.05),线粒体膜流动性显著升高(P<0.01),透射电镜下线粒体形态结构有一定程度的改善。
　　 大鼠亚急性染汞实验:与对照组比,单纯染汞组MDA含量显著升高(P<0.01),Ca2+-ATPase活力显著降低(P<0.01),PLA2活力显著升高(P<0.01),SDH活力显著降低(P<0.05),线粒体膜电位显著降低(P<0.05),Cyt c含量显著升高(P<0.01)。与单纯染汞组比,NAC预处理组MDA含量显著降低(P<0.05),Ca2+-ATPse活力显著升高(P<0.05),PLA2活力显著降低(P<0.01),SDH活力显著升高(P<0.05),线粒体膜电位显著升高(P<0.05),Cyt c含量显著降低(P<0.05)。
　　 结论
　　 1、大鼠体外肾皮质线粒体孵育液染汞实验和体内染汞实验可以引起MDA含量升高,Ca2+-ATPase和SDH活力降低,PLA2活力升高,线粒体膜电位降低,Cyt c含量升高,线粒体膜流动性降低；且在体外肾皮质线粒体孵育液染汞实验中,汞可以剂量依赖性地诱导MDA含量升高,Ca2+-ATPase和SDH活力降低,PLA2活力升高,线粒体膜电位降低,Cyt c含量升高,说明汞可导致线粒体损伤。
　　 2、NAC预处理在一定程度上能改善大鼠皮质线粒体孵育液染汞和体内染汞所致的肾皮质线粒体损伤作用。

目录

文摘

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前言

材料与方法

实验结果

讨论

结论

本研究创新性的自我评价

参考文献

综述

参考文献

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