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编号:10236313
氟中毒对大鼠肝肾组织磷脂脂肪酸组成的影响
http://www.100md.com 《中国地方病学杂志》 2000年第1期
     作者:邵千里 肖开棋 王亚南 Gustav Dallner 官志忠

    单位:邵千里(贵阳医学院,附属医院神经科,贵州,贵阳,550004);肖开棋(贵阳医学院,病理教研室,550004);王亚南(瑞典Stockholm大学生化系);Gustav Dallner(瑞典Stockholm大学生化系);官志忠(贵阳医学院,病理教研室,550004)

    关键词:慢性氟中毒;肝;肾;磷脂;脂肪酸

    中国地方病学杂志000109 摘 要:目的 研究氟中毒对大鼠肝、肾组织磷脂脂肪酸组成的影响。方法 选用Wistar纯系大鼠,饲以高浓度含氟水1个月,来复制慢性氟中毒动物模型。用改良Falch方法提取和分离动物肝、肾组织磷脂,用气相色谱法分离和测定磷脂各类脂肪酸构成。结果 所有饲以高浓度氟水的动物均有不同程度的氟斑牙形成,尿氟含量增高,肝和肾组织蛋白质含量降低等慢性氟中毒的表现;氟中毒动物肝、肾组织磷脂脂肪酸组成发生异常改变,表现为多不饱和脂肪酸减少,饱和脂肪酸组成增加,减少的多不饱和脂肪酸种类是花生四稀酸和二十二碳六烯酸。结论 表明长期摄入过量氟可导致肝、肾组织磷脂脂肪酸组成改变,磷脂多不饱和脂肪酸减少可能与自由基水平升高所造成的脂质过氧化增强有关。
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    中图分类号:R599.9 文献标识码:A

    文章编号:1000-4955(2000)01-0022-04

    Influence of experimental fluorosis on fatty acid composition of

    phospholipid in rat liver and kidney

    SHAO Qian-li,XIAO Kai-qi,WANG Ya-nan,et al

    (Guiyang Medical College,Guiyang 550004,China)

    Abstract:Objective To study the influence of experimental fluorosis on fatty acid composition of phospholipid in rat liver and kidney.Methods Wistar rats were fed with various amounts of fluoride in drinking water for seven months to produce the animal model with chronic fluorosis.Phospholipid in rat liver and kidney was extracted by the improved Falch method and fatty acid compositions of this lipid were analysed using gas chromatography.Results The results showed that all animals fed with high amount of fluoride suffered from chronic fluorosis,which manifested with dental fluorosis,the increase of fluoride level in urine,and the decrease of protein content in liver and kidney as compared to controls.The abnormal composition of fatty acids from phospholipids in liver and kidney was observed in the rats with chronic fluorosis.The proportion of unsaturated fatty acids was decreased and the saturated fatty acids increased.The species of unsaturated fatty acids influenced by fluorosis were 20:4 (arachidolic acid) and 22:6.Conclusions The study suggests that high amount of fluoride can induce modification of fatty acid compositions of phospholipid in liver and kidney,which might be the result from oxidative stress and the increased level of lipid peroxidation.
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    Key words:Chronic fluorosis;Liver;Kidney;Phospholipid;Fatty acid▲

    近年来的研究表明,慢性氟中毒造成机体广泛性病理损伤的机制可能与氟蓄积诱导的自由基水平升高有关[1]。自由基可引起脂质过氧化,导致生物膜性脂质结构发生异常改变,多不饱和脂肪酸减少,从而影响细胞的功能[2,3]。肝、肾均是慢性氟中毒明显作用的靶器官之一,摄氟量过高可造成肝、肾形态、功能和代谢的变化[4,5]。本研究拟复制不同程度病理损害的慢性氟中毒动物模型,然后用改良Folch脂质分离方法提取和分离动物肝、肾组织中生物膜性磷脂,用气相色谱方法测定磷脂分子中脂肪酸组成,来观察慢性氟中毒是否影响肝、肾组织磷脂脂肪酸组成。

    1 材料与方法

    1.1 实验动物 Wistar大鼠60只,雌雄各半,体重100~120g,随机分为3组。正常对照组,20只,饲以动物标准饲料(氟含量低于10mg/kg),自由饮用自来水(氟含量低于1.0mg/kg);中等剂量加氟组:20只,饲料同上,自由饮用的自来水中加入66.3mg/L氟(NaF);大剂量加氟组:20只,饲料同前,于自由饮用的自来水中加入221mg/L氟(NaF)。在实验后7个月处理各组实验动物。
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    1.2 化学试剂 各种脂肪酸甲酯标准品均购自Sigma公司(美国)。

    1.3 一般检查 用CSB-F-1氟电极检测仪(江苏产)测定动物尿氟浓度,观察氟斑牙形成情况,用比色法测定肝、肾组织蛋白质含量。

    1.4 磷脂的提取、分离、测定 取新鲜肝、肾组织,加入0.25mol/L蔗糖,用Ultra-Turrax匀浆器(德国)制作10%组织匀浆(12000r/min)。用改良Folch氏脂质提取法[6],取2ml匀浆液,加入氯仿和甲醇,容积比为0.3∶1∶1,在40℃水浴中磁力搅抖提取脂质60min。加入水和氯仿使水∶氯仿∶甲醇的容积比为3∶2∶1,混匀后离心15min(1000×g),保留下相有机部分,用理论性上相溶液(水∶氯仿∶甲醇,容积比为3∶37∶38)洗保留的有机部分2次。将有机相在氮气下吹干,用2ml氯仿溶解,置于预先用氯仿激活的Silica-Sep Pak cartridge柱(美国产)中,加入2ml氯仿洗脱柱中的中性脂;然后用30ml甲醇洗脱组织磷脂并将其收集起来,在氮气下吹干磷脂后再溶于氯仿∶甲醇液中待用。
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    1.5 脂肪酸测定 取一定量磷脂,氮气下吹干后加入1ml 14%三氯化硼-甲醇液,放入90℃烤箱中甲基化30min,冷却后在0℃下加入4ml戊烷和1ml 5N氢氧化钠,充分混匀,离心后取上相部分,用气相色谱(Shimadzu GC-9A,日本产)测定其磷脂所含脂肪酸甲脂组成。选用Cyanosiloxane60硅毛细管色谱柱(30m×0.25mml.D.,df=0.18mm,瑞典产),火焰离子检测仪,温度从130℃到190℃,过柱时间为45min[7]

    2 结果

    2.1 一般表现 所有饲以高浓度氟的动物其尿氟含量均升高,并有不同程度氟斑牙形成,与对照组相比,氟中毒大鼠肝、肾组织蛋白质含量降低,以大剂量加氟组动物明显,表明长期饲以高浓度氟水的大鼠发生了慢性氟中毒。

    2.2 磷脂脂肪酸组成 用气相色谱方法分离各种类型的磷脂脂肪酸,得到较好的分离效果(图1)。正常大鼠肝脏组织各类磷脂脂肪酸组成中饱和脂肪酸(十六碳酸和十八碳酸)约占40%,单不饱和脂肪酸(十八碳一烯酸和二十碳一烯酸)约占11%,多不饱和脂肪酸(二十碳四烯酸,二十二碳四烯酸和二十二碳六烯酸)约占49%;大鼠肾脏组织各类磷脂脂肪酸组成中饱和脂肪酸约占41%,单不饱和脂肪酸约占8%,多不饱和脂肪酸约占50%。实验性氟中毒大鼠与对照组动物相比,组织磷脂脂肪酸构成比发生明显变化。其中大剂量加氟组动物肝、肾组织磷脂分子中二十碳烯酸(花生四烯酸)和二十二碳六烯酸明显组成减少(表1,2),而十六碳酸或十八碳酸组成增高,中等剂量加氟组动物仅见肾脏磷脂分子花生四烯酸组成减少。将脂肪酸归类后,发现实验性氟中毒大鼠肝、肾组织中磷脂多不饱和脂肪酸组成减少,而饱和脂肪酸组成增加,以饲以高浓度氟的大鼠改变显著(图2)。
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    图1 组织磷脂脂肪酸气相色谱分离图

    1.BHT(butylatyed hydroxytoluen);2.软脂酸;3.硬脂酸;4.油酸;

    5.亚油酸;6.花生四烯酸;7.二十二碳四烯酸;8.二十二碳六烯酸

    表1 实验性氟中毒大鼠肝脏磷脂脂肪酸组成%(±s) 脂肪酸种类

    n

    脂肪酸总量

    正常对照组

    中等剂量加氟组

    大剂量加氟组
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    十六碳酸(软脂酸)

    十八碳酸(硬脂酸)

    十八碳一烯酸(油酸)

    十八碳二烯酸(亚油酸)

    二十碳一烯酸

    二十碳四烯酸(花生四烯酸)

    二十二碳四烯酸

    二十二碳六烯酸

    20

    20

    20

    20
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    20

    20

    20

    20

    22.46±3.31

    18.17±3.78

    9.87±1.64

    6.47±2.23

    0.95±0.12

    28.06±2.88

    1.53±0.31

    12.50±1.52
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    23.10±2.29

    21.30±4.02

    8.62±1.57

    7.41±1.78

    0.78±0.09

    26.14±2.92

    1.76±0.39

    10.90±1.42

    24.90±2.28

    23.34±4.97*

    8.79±1.19
, 百拇医药
    8.34±2.01

    0.92 ±0.15

    23.52±2.78*

    1.40±0.32

    8.80±1.22*

    注:t检验,饮水加氟组与正常对照组相比较,差异有显著意义,*P<0.05

    表2 实验性氟中毒大鼠肾脏磷脂脂肪酸组成%(±s) 脂肪酸种类

    n

    脂肪酸总量
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    正常对照组

    中等剂量加氟组

    大剂量加氟组

    十六碳酸(软脂酸)

    十八碳酸(硬脂酸)

    十八碳一烯酸(油酸)

    十八碳二烯酸(亚油酸)

    二十碳一烯酸

    二十碳四烯酸(花生四烯酸)

    二十二碳四烯酸

    二十二碳六烯酸

    20
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    20

    20

    20

    20

    20

    20

    20

    19.60±3.93

    22.09±2.70

    7.75±1.54

    7.74±1.27

    0.65±0.08

    38.97±4.75
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    0.71±0.06

    2.50±0.03

    22.25±3.11

    21.90±3.98

    7.57±1.12

    8.42±1.50

    0.76±0.07

    34.04±4.53*

    0.78±0.05

    2.29±0.04

    27.38±3.91**
, 百拇医药
    23.74±4.66

    8.18±1.03

    7.91±183

    0.70±0.15

    29.61±4.72**

    0.60±0.04

    1.88±0.03**

    注:t检验,饮水加氟组与正常对照组相比较,差异有显著意义,*P<0.05,**P<0.01
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    图2 实验性氟中毒大鼠肝、肾组织磷酸脂脂肪酸构成

    图2A:肝脏;图2B:肾脏。经t检验,饮水加氟组与正常对照组相比较,差异有显著性意义,*P<0.05,**P<0.01

    3 讨论

    氟是机体的必需微量元素之一,但其过量摄入可引起病理损伤。本研究中,用不同浓度的氟饲养动物一定时间后,造成损伤程度不等的慢性氟中毒动物模型,表现为尿氟含量升高,氟斑牙形成,肝、肾蛋白质含量降低。

    肝、肾组织中主要的生物膜性磷脂有磷脂酰乙醇胺、磷脂酰胆碱、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、鞘磷脂、心磷脂和溶血磷脂酰胆碱。生物膜上正常的磷脂组成与各种细胞和亚细胞器的结构和功能有关,由磷脂组成的脂质双层膜是各种物质进入细胞的屏障。磷酯含量和结构的改变将引起有关酶活性、受体功能和膜通透性的异常,从而影响机体的代谢和功能[3]。磷脂含有多种种类的脂肪酸,其脂肪酸的正常组成也是维持膜的正常功能所必需,磷脂脂肪酸组成的变化可造成细胞功能和代谢的异常。另外,多不饱和脂肪酸亦是脂质过氧化的底物。本研究中发现,长期饲以较高浓度氟水的大鼠肝、肾组织中磷脂脂肪酸组成发生明显改变,多不饱和脂肪酸水平降低,饱和脂肪酸水平升高,这种改变在饲以大剂量氟水组的动物中尤为突出。
, 百拇医药
    目前,自由基损害在氟中毒发病机制中的重要作用受到广泛的重视。体内自由基的生成和清除处于平衡状态,是保证机体正常生命活动的必要条件之一,一旦这种平衡受到破坏,可以造成机体广泛性损伤。许多研究结果表明,实验性氟中毒动物和地方性氟中毒患者患者体内脂质过氧化物含量增高,抗氧化酶或抗氧化物质水平降低或呈代偿性改变[8~10]。我们过去的研究发现脑组织中内源性脂溶性抗氧化物质-辅酶Q水平改变[1]

    鉴于多不饱和脂肪酸是脂质过氧化的底物,本研究中肝、肾组织中磷脂多不饱和脂肪酸的改变可能与高浓度氟诱导的自由基水平升高有关。生物膜脂质分子中脂肪酸组成比例失衡则可影响细胞的代谢和功能。■

    基金来源:国家自然科学基金资助项目(39260028)

    作者简介:邵千里,男,1954年生,副主任医师

, 百拇医药     参考文献:

    [1]王亚南,官志忠,肖开棋,等.实验性氟中毒大鼠脑组织中辅酶Q含量的改变[J].中华预防医学杂志,1997,31(1):14-16.

    [2]Guan ZZ,Wang YN,Xiao KQ,et a.Influence of chronic fluorosis on membrane lipids in rat brain[J].Neurotoxicology and Teratology,1998,20:537-541.

    [3]Cullis PR,and Hope MJ.Physical properites and functional roles of lipids in membranes,In:Vance J (eds) Biochemistry of Lipids,Lipoproteins nd Membranes.[J].Elsevier,Amsterdam,1991,1-41.
, 百拇医药
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    [5]Grucka-Mamczar E,Machoy A and Tarmawski R,et al.Influence of long-term sodium fluoride administration on selected parmeters of rat blood serum and liver function[J].Fluoruide,1997,30:157-164.

    [6]Guan ZZ,Soderberg M and Sindelar P,et al.Lipid composition in scrapie-infected mouse brain:prion infection increases the levels of dolichyl phosphate and ubiquinone[J].J Neurochem,1996,1:277.
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    [7]Guan ZZ,Soderberg M and Sindelar P,et al.Content and fatty acid composition of cardiolipin in the brain of patients with Alzheimer's diseas[J].Neurochem.Int, 1994,3:295.

    [8]官志忠,杨沛施.慢性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,1991,10(1):4-6.

    [9]官志忠,杨沛施,刘尚安,等.氟中毒大鼠肝脑组织中脂质过氧化物和超氧化物歧化酶的影响[J].贵阳医学院学报,1990,15:192-194.

    [10]戴大英,成元结,肖开棋,等.抗氧化中药对氟中毒大鼠脑损伤的拮抗作用[J].中国地方病学杂志,1998,17(3):226-228.

    收稿日期:1999-09-02, http://www.100md.com