β-胡萝卜素对染氟大鼠脂质过氧化影响的研究
作者：邱立岩 孙贵范 陆春伟 李革新
单位：中国医科大学 公共卫生学院，辽宁 沈阳 110001
关键词：氟；β-胡萝卜素；脂质过氧化；大鼠
中国地方病学杂志990504
[摘要] 目的 研究抗氧化剂β-胡萝卜素对染氟大鼠脂质过氧化作用的影响。方法 选健康雄性Wistar大鼠24只，随机分为3组：空白对照组饮用蒸馏水；氟化钠组饮含氟150mg/L蒸馏水；补β-胡萝卜素组饮含氟150mg/L蒸馏水，同时经饲料给予β-胡萝卜素(2g/kg)。结果 饮水加氟(150mg/L)可使大鼠血清、肝、肾组织LPO含量显著增加，全血及心、肝、肾组织谷胱甘肽(GSH)含量下降，超氧化物歧化酶(SOD)活性下降;饮氟水同时给β-胡萝卜素组血清及肝、肾组织LPO含量显著下降，全血及肝组织GSH含量升高，肝组织SOD活性升高。结论 抗氧化剂β-胡萝卜素对染氟大鼠脂质过氧化具有拮抗作用。
, http://www.100md.com
[中图分类号] O613.41[文献标识码] A [文章编号] 1000-4955(1999)05-0328-03
Study on effect of β-carotene on lipid peroxidation of fluoride-treated rats
QIU Li-yan,SUN Gui-fan,LU Chun-wei,et al
(School of Public Health,Chinese Medical University,Shen yang,110001,China)
[Abstract] Objective To study the effect of β-carotene on lipid peroxidation of rat induced by fluoride.Methods 24 healthy Wistar rats were randomly divided into three groups:control group drank distilled water,NaF group drank distilled water containing 150mg/L fluoride,giving β-carotene group drank the same water as NaF group and were given β-carotene in the food simultaneously.Results fluoride could significantly increase the content of MDA in the serum,liver and kindney,and decrease the GSH and SOD levels of blood,heart,liver and kindney,while β-carotene could resist these functions which had been induced by fluoride.Conclusions β-carotene could antagonize the lipid peroxidation induceed by fluoride.
, 百拇医药
[Key words] Fluoride;β-carotene;Lipid peroxidation;Rat
长期摄入过量氟可引起广泛的全身性病变。其作用机制至今尚不十分清楚。近年来研究表明，高氟可引起机体脂质过氧化作用增强，抗氧化能力降低[1]，这提示氟的生物毒性作用可能与脂质过氧化作用有关。β-胡萝卜素是一种脂溶性抗氧化剂，可以直接与活性氧起反应，其抗氧化机制比较清楚的是淬灭单线态氧。单线态氧在生物系统中具有特殊意义，因为其在膜中能扩散相当长的距离。它可以在某些自由基反应中形成，也可以触发其它的自由基反应。但是β-胡萝卜素是否对氟诱导的脂质过氧化作用产生影响，尚未见报道。为进一步探讨活性氧、自由基在氟中毒中的作用机制,本研究应用抗氧化剂β-胡萝卜素，研究它对染氟大鼠脂质过氧化作用的影响。
1 材料与方法
1.1 实验动物与分组 用本校动物中心提供的健康雄性Wistar大鼠24只，体重105±20g，饲料由实验动物中心配制提供。按体重随机分为3组，每组8只。空白对照组饮用蒸馏水；氟化钠组饮用含氟150mg/L蒸馏水；补β-胡萝卜素组饮用含氟150mg/L蒸馏水，同时通过饲料给予β-胡萝卜素2g/kg饲料。实验周期为8周。
, 百拇医药
1.2 观察指标及检测方法
1.2.1 血清及脏器中脂质过氧化物(LPO)含量测定：采用硫代巴比妥酸比色法[2]，以LPO的终产物(MDA)来表示LPO的含量，血清中MDA单位为μmol/L。
1.2.2 全血及脏器中还原型谷胱甘肽(GSH)含量测定：采用二硫双硝基苯酸(DTNB)法[3]。在412nm波长下读取光密度值，计算每克血红蛋白中GSH含量，单位为mg/g.Hb。
1.2.3 全血及脏器中超氧化物歧化酶(SOD)活性测定：采用亚硝酸盐法[4]。规定每毫克血红蛋白SOD活性抑制率达50%，所对应的SOD量为一个亚硝酸盐单位(Nu)，单位为Nu/mg.Hb。
1.3 药品及试剂 β-胡萝卜素：由日本和光纯药业株式会社提供。氟化钠(NaF)：由丹东联合制冷剂厂提供。
, 百拇医药
1.4 数据处理 用486型微机，进行t检验统计分析。
2 结果
2.1 血清及脏器中MDA含量的影响 结果见表1。
表1 各组大鼠肝、肾、心、血清中MDA含量(
±s,n=8) 组别
肝(nmol/mg.蛋白)
肾(nmol/mg.蛋白)
心(nmol/mg.蛋白)
血清(μmol/L)
, 百拇医药
空白对照组
氟化钠组
补β-胡萝卜素组
1.61±0.22
2.71±0.20##
1.86±0.46**
1.49±0.29
2.39±0.24##
1.75±0.42*
3.83±0.54
4.01±0.39
, 百拇医药
4.16±0.79
10.33±1.02
16.87±1.10#
10.15±0.86**
注：与空白对照组比较 # P<0.05,## P<0.01;与氟化钠组比较 * P<0.05,** P<0.01
由表1可见，染氟组大鼠肝、肾组织及血清中MDA含量均较对照组明显升高，且有显著意义(P<0.01)，染氟同时分别投入β-胡萝卜素后，血清及肝组织中MDA含量均较单纯染氟组为低，并有显著意义(P<0.01)。肾组织中MDA含量亦较单纯染氟组低，其中补β-胡萝卜素组有显著差异。
2.2 全血及脏器中GSH含量的影响 结果见表2。
, 百拇医药
表2 各组大鼠肝、肾、心、全血中GSH活性(±s,n=8) 组别
肝(μg/100mg.组织)
肾(μg/100mg.组织)
心(μg/100mg.组织)
全血(mg/g.Hb)
空白对照组
氟化钠组
补β-胡萝卜素组
179.96±14.17
, 百拇医药
147.66±10.90##
171.06±14.27*
43.06±5.01
28.92±7.60#
32.66±11.09
66.83±6.18
48.41±7.10##
42.50±4.17
2.23±0.31
1.53±0.14##
, 百拇医药
2.10±0.14**
注：与空白对照组比较 # P<0.05,## P<0.01;与氟化钠组比较 * P<0.05,** P<0.01
由表2可见，染氟组大鼠肝、心、肾组织及全血中GSH含量均较对照组明显下降，且有显著意义(P<0.01)。染氟同时投入β-胡萝卜素后，肝组织中GSH含量较单纯染氟组为高，并有显著意义(P<0.05)。补β-胡萝卜素组血中GSH含量较单纯氟组增高，且有明显差异(P<0.01)。
2.3 全血及脏器中SOD含量的影响 结果见表3。
表3 各组大鼠肝、肾、心、全血中SOD活性(±s,n=8) 组别
, 百拇医药 肝(Nu/mg.蛋白)
肾(Nu/mg.蛋白)
心(Nu/mg.蛋白)
全血(Nu/mg.Hb)
空白对照组
氟化钠组
补β-胡萝卜素组
190.90±24.74
140.24±31.84#
189.01±22.91*
, 百拇医药
83.14±7.66
59.59±5.98##
68.92±10.85
72.91±6.65
49.99±8.23##
63.59±11.77
199.22±20.04
127.70±26.18#
170.06±38.30
注：与空白对照组比较 # P<0.05,## P<0.01;与氟化钠组比较 * P<0.05,** P<0.01
, 百拇医药
3 讨论
氟具有较强的诱导脂质过氧化作用的能力。LPO是多不饱和脂肪酸与活性氧作用而生成的产物或其分解产物的总称。正常情况下，体内LPO保持在一个极微量的水平。如果体内LPO水平升高，提示体内的膜性结构和蛋白质等生物大分子遭受损伤的机会增多。本研究观察了染氟8周大鼠血清、肝、肾组织LPO含量明显高于对照组，说明过量氟的摄入可使大鼠体内脂质过氧化作用增强。
GSH是机体重要的解毒物质，具有抑制脂质过氧化，清除有害自由基，保护细胞膜的功能。本实验发现，染氟大鼠全血、肝、肾、心组织中GSH含量明显下降。这与刘起展等人的研究结果一致[5]。原因可能是由于氟通过抑制与GSH有关的代谢酶，如GSH-px，抗氧化过程中消耗大量GSH等原因而使GSH含量降低。
SOD是体内主要的抗氧化酶类之一，它的作用主要是清除超氧阴离子，减弱脂质过氧化作用。有文献报道，给大鼠以150mg/L氟水6个月，肝脏SOD活性明显下降[6]。本研究发现，饮150mg/L氟水8周的大鼠全血、肝、肾、心组织中SOD活性明显下降。与文献报道一致。这提示过量氟进入体内后，抑制了SOD酶活性，使机体清除自由基能力降低，加剧了体内的脂质过氧化作用。
, 百拇医药
给染氟大鼠同时补β-胡萝卜素发现大鼠血清、肝、肾组织中LPO含量明显下降，脏器中GSH含量均有不同程度的回升，体内SOD活性明显增强，说明β-胡萝卜素对氟致大鼠脂质过氧化作用具有拮抗作用。原因可能是β-胡萝卜素阻断了氟对抗氧化酶类的抑制效应，清除了许多有害自由基，从而阻断了氟对机体的损害作用。大量研究已证明，β-胡萝卜素主要是淬灭单线态氧，本次研究发现，β-胡萝卜素可有效地拮抗氟诱导的脂质过氧化作用。这提示在氟诱导的脂质过氧化作用中单线态氧起重要作用。
综上所述，过量氟的摄入，可引起机体脂质过氧化作用增强及抗氧化水平降低，给予β-胡萝卜素后清除了体内大量有害自由基，增强了机体的抗氧化能力，减轻了氟对机体组织、脏器结构与功能的损伤。这表明应用抗氧化剂防治氟中毒具有广阔前景。
参考文献
[1] 官志忠，杨沛施.氟中毒大鼠血清和红细胞中脂质过氧化物水平及抗氧化物质含量变化[J].中国地方病学杂志，1990，9(6)：342.
, 百拇医药
[2] 陈顺志，全有余，李常厚，等.过氧化脂质TBA显色的三种方法学比较[J].临床检验杂志，1984，2(4)：9.
[3] 杜传文，庄佳骠.改良红细胞还原型谷胱甘肽二硫硝基苯甲酸定量测定法[J].中华医学检验杂志，1984，7(3)：172.
[4] Yashihiko O.Revaluation of assay method and establishment of kit for superoxide dismutase activity[J].Analytical Biochemistry,1984,142:290.
[5] 刘起展，崔瑞平，华浩根.急性氟中毒大鼠肾损害及其机理研究[J].贵州医药，1993，17(4)：193.
[6] 刘开泰，马丽英，姜 平，等.氟砷联合作用对大鼠肝脏抗氧化能力的影响[J].卫生研究，1995，11：342., http://www.100md.com
单位：中国医科大学 公共卫生学院，辽宁 沈阳 110001
关键词：氟；β-胡萝卜素；脂质过氧化；大鼠
中国地方病学杂志990504
[摘要] 目的 研究抗氧化剂β-胡萝卜素对染氟大鼠脂质过氧化作用的影响。方法 选健康雄性Wistar大鼠24只，随机分为3组：空白对照组饮用蒸馏水；氟化钠组饮含氟150mg/L蒸馏水；补β-胡萝卜素组饮含氟150mg/L蒸馏水，同时经饲料给予β-胡萝卜素(2g/kg)。结果 饮水加氟(150mg/L)可使大鼠血清、肝、肾组织LPO含量显著增加，全血及心、肝、肾组织谷胱甘肽(GSH)含量下降，超氧化物歧化酶(SOD)活性下降;饮氟水同时给β-胡萝卜素组血清及肝、肾组织LPO含量显著下降，全血及肝组织GSH含量升高，肝组织SOD活性升高。结论 抗氧化剂β-胡萝卜素对染氟大鼠脂质过氧化具有拮抗作用。
, http://www.100md.com
[中图分类号] O613.41[文献标识码] A [文章编号] 1000-4955(1999)05-0328-03
Study on effect of β-carotene on lipid peroxidation of fluoride-treated rats
QIU Li-yan,SUN Gui-fan,LU Chun-wei,et al
(School of Public Health,Chinese Medical University,Shen yang,110001,China)
[Abstract] Objective To study the effect of β-carotene on lipid peroxidation of rat induced by fluoride.Methods 24 healthy Wistar rats were randomly divided into three groups:control group drank distilled water,NaF group drank distilled water containing 150mg/L fluoride,giving β-carotene group drank the same water as NaF group and were given β-carotene in the food simultaneously.Results fluoride could significantly increase the content of MDA in the serum,liver and kindney,and decrease the GSH and SOD levels of blood,heart,liver and kindney,while β-carotene could resist these functions which had been induced by fluoride.Conclusions β-carotene could antagonize the lipid peroxidation induceed by fluoride.
, 百拇医药
[Key words] Fluoride;β-carotene;Lipid peroxidation;Rat
长期摄入过量氟可引起广泛的全身性病变。其作用机制至今尚不十分清楚。近年来研究表明，高氟可引起机体脂质过氧化作用增强，抗氧化能力降低[1]，这提示氟的生物毒性作用可能与脂质过氧化作用有关。β-胡萝卜素是一种脂溶性抗氧化剂，可以直接与活性氧起反应，其抗氧化机制比较清楚的是淬灭单线态氧。单线态氧在生物系统中具有特殊意义，因为其在膜中能扩散相当长的距离。它可以在某些自由基反应中形成，也可以触发其它的自由基反应。但是β-胡萝卜素是否对氟诱导的脂质过氧化作用产生影响，尚未见报道。为进一步探讨活性氧、自由基在氟中毒中的作用机制,本研究应用抗氧化剂β-胡萝卜素，研究它对染氟大鼠脂质过氧化作用的影响。
1 材料与方法
1.1 实验动物与分组 用本校动物中心提供的健康雄性Wistar大鼠24只，体重105±20g，饲料由实验动物中心配制提供。按体重随机分为3组，每组8只。空白对照组饮用蒸馏水；氟化钠组饮用含氟150mg/L蒸馏水；补β-胡萝卜素组饮用含氟150mg/L蒸馏水，同时通过饲料给予β-胡萝卜素2g/kg饲料。实验周期为8周。
, 百拇医药
1.2 观察指标及检测方法
1.2.1 血清及脏器中脂质过氧化物(LPO)含量测定：采用硫代巴比妥酸比色法[2]，以LPO的终产物(MDA)来表示LPO的含量，血清中MDA单位为μmol/L。
1.2.2 全血及脏器中还原型谷胱甘肽(GSH)含量测定：采用二硫双硝基苯酸(DTNB)法[3]。在412nm波长下读取光密度值，计算每克血红蛋白中GSH含量，单位为mg/g.Hb。
1.2.3 全血及脏器中超氧化物歧化酶(SOD)活性测定：采用亚硝酸盐法[4]。规定每毫克血红蛋白SOD活性抑制率达50%，所对应的SOD量为一个亚硝酸盐单位(Nu)，单位为Nu/mg.Hb。
1.3 药品及试剂 β-胡萝卜素：由日本和光纯药业株式会社提供。氟化钠(NaF)：由丹东联合制冷剂厂提供。
, 百拇医药
1.4 数据处理 用486型微机，进行t检验统计分析。
2 结果
2.1 血清及脏器中MDA含量的影响 结果见表1。
表1 各组大鼠肝、肾、心、血清中MDA含量(
±s,n=8) 组别肝(nmol/mg.蛋白)
肾(nmol/mg.蛋白)
心(nmol/mg.蛋白)
血清(μmol/L)
, 百拇医药
空白对照组
氟化钠组
补β-胡萝卜素组
1.61±0.22
2.71±0.20##
1.86±0.46**
1.49±0.29
2.39±0.24##
1.75±0.42*
3.83±0.54
4.01±0.39
, 百拇医药
4.16±0.79
10.33±1.02
16.87±1.10#
10.15±0.86**
注：与空白对照组比较 # P<0.05,## P<0.01;与氟化钠组比较 * P<0.05,** P<0.01
由表1可见，染氟组大鼠肝、肾组织及血清中MDA含量均较对照组明显升高，且有显著意义(P<0.01)，染氟同时分别投入β-胡萝卜素后，血清及肝组织中MDA含量均较单纯染氟组为低，并有显著意义(P<0.01)。肾组织中MDA含量亦较单纯染氟组低，其中补β-胡萝卜素组有显著差异。
2.2 全血及脏器中GSH含量的影响 结果见表2。
, 百拇医药
表2 各组大鼠肝、肾、心、全血中GSH活性(
±s,n=8) 组别肝(μg/100mg.组织)
肾(μg/100mg.组织)
心(μg/100mg.组织)
全血(mg/g.Hb)
空白对照组
氟化钠组
补β-胡萝卜素组
179.96±14.17
, 百拇医药
147.66±10.90##
171.06±14.27*
43.06±5.01
28.92±7.60#
32.66±11.09
66.83±6.18
48.41±7.10##
42.50±4.17
2.23±0.31
1.53±0.14##
, 百拇医药
2.10±0.14**
注：与空白对照组比较 # P<0.05,## P<0.01;与氟化钠组比较 * P<0.05,** P<0.01
由表2可见，染氟组大鼠肝、心、肾组织及全血中GSH含量均较对照组明显下降，且有显著意义(P<0.01)。染氟同时投入β-胡萝卜素后，肝组织中GSH含量较单纯染氟组为高，并有显著意义(P<0.05)。补β-胡萝卜素组血中GSH含量较单纯氟组增高，且有明显差异(P<0.01)。
2.3 全血及脏器中SOD含量的影响 结果见表3。
表3 各组大鼠肝、肾、心、全血中SOD活性(
±s,n=8) 组别, 百拇医药 肝(Nu/mg.蛋白)
肾(Nu/mg.蛋白)
心(Nu/mg.蛋白)
全血(Nu/mg.Hb)
空白对照组
氟化钠组
补β-胡萝卜素组
190.90±24.74
140.24±31.84#
189.01±22.91*
, 百拇医药
83.14±7.66
59.59±5.98##
68.92±10.85
72.91±6.65
49.99±8.23##
63.59±11.77
199.22±20.04
127.70±26.18#
170.06±38.30
注：与空白对照组比较 # P<0.05,## P<0.01;与氟化钠组比较 * P<0.05,** P<0.01
, 百拇医药
3 讨论
氟具有较强的诱导脂质过氧化作用的能力。LPO是多不饱和脂肪酸与活性氧作用而生成的产物或其分解产物的总称。正常情况下，体内LPO保持在一个极微量的水平。如果体内LPO水平升高，提示体内的膜性结构和蛋白质等生物大分子遭受损伤的机会增多。本研究观察了染氟8周大鼠血清、肝、肾组织LPO含量明显高于对照组，说明过量氟的摄入可使大鼠体内脂质过氧化作用增强。
GSH是机体重要的解毒物质，具有抑制脂质过氧化，清除有害自由基，保护细胞膜的功能。本实验发现，染氟大鼠全血、肝、肾、心组织中GSH含量明显下降。这与刘起展等人的研究结果一致[5]。原因可能是由于氟通过抑制与GSH有关的代谢酶，如GSH-px，抗氧化过程中消耗大量GSH等原因而使GSH含量降低。
SOD是体内主要的抗氧化酶类之一，它的作用主要是清除超氧阴离子，减弱脂质过氧化作用。有文献报道，给大鼠以150mg/L氟水6个月，肝脏SOD活性明显下降[6]。本研究发现，饮150mg/L氟水8周的大鼠全血、肝、肾、心组织中SOD活性明显下降。与文献报道一致。这提示过量氟进入体内后，抑制了SOD酶活性，使机体清除自由基能力降低，加剧了体内的脂质过氧化作用。
, 百拇医药
给染氟大鼠同时补β-胡萝卜素发现大鼠血清、肝、肾组织中LPO含量明显下降，脏器中GSH含量均有不同程度的回升，体内SOD活性明显增强，说明β-胡萝卜素对氟致大鼠脂质过氧化作用具有拮抗作用。原因可能是β-胡萝卜素阻断了氟对抗氧化酶类的抑制效应，清除了许多有害自由基，从而阻断了氟对机体的损害作用。大量研究已证明，β-胡萝卜素主要是淬灭单线态氧，本次研究发现，β-胡萝卜素可有效地拮抗氟诱导的脂质过氧化作用。这提示在氟诱导的脂质过氧化作用中单线态氧起重要作用。
综上所述，过量氟的摄入，可引起机体脂质过氧化作用增强及抗氧化水平降低，给予β-胡萝卜素后清除了体内大量有害自由基，增强了机体的抗氧化能力，减轻了氟对机体组织、脏器结构与功能的损伤。这表明应用抗氧化剂防治氟中毒具有广阔前景。
参考文献
[1] 官志忠，杨沛施.氟中毒大鼠血清和红细胞中脂质过氧化物水平及抗氧化物质含量变化[J].中国地方病学杂志，1990，9(6)：342.
, 百拇医药
[2] 陈顺志，全有余，李常厚，等.过氧化脂质TBA显色的三种方法学比较[J].临床检验杂志，1984，2(4)：9.
[3] 杜传文，庄佳骠.改良红细胞还原型谷胱甘肽二硫硝基苯甲酸定量测定法[J].中华医学检验杂志，1984，7(3)：172.
[4] Yashihiko O.Revaluation of assay method and establishment of kit for superoxide dismutase activity[J].Analytical Biochemistry,1984,142:290.
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[6] 刘开泰，马丽英，姜 平，等.氟砷联合作用对大鼠肝脏抗氧化能力的影响[J].卫生研究，1995，11：342., http://www.100md.com