不同濃度鎘脅迫誘導(dǎo)烏龜脂質(zhì)過氧化損傷的研究

霍俊鳳，董愛國

（山西中醫(yī)藥大學，山西晉中030619）

鎘（Cadmium）是環(huán)境中廣泛存在的有毒重金屬元素之一，已被美國毒物管理委員會列為第6位危及人體健康的有毒物質(zhì)，也被國際腫瘤研究機構(gòu)歸為人類的一類致癌物［1］。鎘是環(huán)境中常見的有毒重金屬，主要經(jīng)消化道或呼吸道進入動物和人體內(nèi)，引起多種器官組織和細胞毒性損傷［2］。鎘是一種脂質(zhì)過氧化誘導(dǎo)劑，能誘發(fā)機體產(chǎn)生過量的超氧化自由基，從而引起過氧化損傷，因此，其毒性與生物氧化損傷密切相關(guān)。而生物的氧化損傷程度通過谷胱甘肽（GSH）、丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性等反映，是常用的抗氧化指標［3］。

烏龜（Chinemys reevesii）又稱金龜或草龜，隸屬龜鱉目、龜科、烏龜屬，在中國分布較廣［4］，是常見的水生龜種，也是目前國內(nèi)養(yǎng)殖量最大的本地品種之一。烏龜為我國有重要經(jīng)濟價值的水生動物之一（其肉可食，是理想的滋補食品，龜甲可入藥是一種重要的藥材資源）［5］。烏龜為雜食性動物，以動物性的小魚、蝦等為食，位于淡水環(huán)境食物鏈的上層，是重金屬鎘的富集者。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 實驗動物 中華草龜（以下簡稱“烏龜”）購自太原市花鳥魚蟲市場。體質(zhì)量（130±10）g，實驗室適應(yīng)性飼養(yǎng)2 w，飼養(yǎng)容器為透明玻璃龜缸，飼料為花鳥魚市場購買的成品龜糧，飼養(yǎng)用水為暴氣48 h的自來水，每2 d換水1次，每天定時給料。

1.2 實驗方法

烏龜在實驗室適應(yīng)性飼養(yǎng)2 w后隨機分為4組，對照組、7.5 mg/kg 組、15 mg/kg組和 30 mg/kg組，對照組5只，其余各組每組15只。7.5 mg/kg組、15 mg/kg組和30 mg/kg組分別腹腔注射7.5 mg/kg、15 mg/kg、30 mg/kg 滅菌的氯化鎘溶液染毒，對照組腹腔注射與實驗組等容量的生理鹽水。分別在染毒后1 w、2 w和3 w各組取烏龜6只，斷頸取血，肝素抗凝，用低溫離心機3 000 r/min離心15 min，取上清血漿分裝于1.5 mL的離心管中，置低溫冰箱（-80℃）中保存用于測定脂質(zhì)過氧化生化指標。

1.3 統(tǒng)計學方法

用SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件對試驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，并應(yīng)用Dunnett法將處理組與對照組進行比較（P＜0.05，P＜0.01）。試驗結(jié)果用“平均值±標準差”表示。

2 結(jié)果

2.1 鎘對烏龜血漿中SOD活性的影響

鎘染毒后血漿中的抗氧化酶SOD活性在各染毒濃度、不同染毒時間均有所降低。染毒7 d，血漿中SOD活性在染毒濃度為30 mg/kg時與對照組相比顯著降低（P＜0.01）。染毒 14 d，血漿中SOD活性在染毒濃度為7.5 mg/kg時與對照組相比顯著降低（P＜0.01）。染毒 21 d，血漿中 SOD 活性在各染毒濃度與對照組相比顯著降低（P＜0.01）。結(jié)果見圖1。

圖1 鎘對烏龜血漿中SOD活性的影響

2.2 鎘對烏龜血漿中CAT活性的影響

鎘染毒后血漿中的CAT活性在各染毒濃度、不同染毒時間均有所改變。染毒7 d，血漿中的CAT活性在染毒濃度為7.5 mg/kg和15 mg/kg組與對照組相比顯著降低（P＜0.01），30 mg/kg組與對照組相比顯著降低（P＜0.05）。染毒 14 d，血漿中的CAT活性在7.5 mg/kg組與對照組相比顯著降低（P＜0.01），15 mg/kg和 30 mg/kg組與對照組相比顯著降低（P＜0.05）。染毒 21 d，血漿中的 CAT 活性在 15 mg/kg組與對照組相比顯著降低（P＜0.01）。結(jié)果見圖2。

圖2 鎘對烏龜血漿中CAT活性的影響

2.3 鎘對烏龜血漿中GSH含量的影響

鎘染毒后血漿中的GSH含量在各染毒濃度，不同染毒時間均有所改變。染毒7 d和14 d，血漿中的GSH含量在染毒濃度為15 mg/kg和30 mg/kg組與對照組相比顯著降低（P＜0.01）。染毒 21 d，血漿中的GSH含量在各染毒組與對照組相比顯著降低（P＜0.01）。結(jié)果見圖 3。

圖3 鎘對烏龜血漿中GSH含量的影響

2.4 鎘對烏龜血漿中MDA含量的影響

鎘染毒后血漿中的MDA含量在各染毒濃度，不同染毒時間均有所改變。染毒7 d和14 d，血漿中的MDA含量在染毒濃度為7.5 mg/kg、30 mg/kg組與對照組相比顯著升高（P＜0.01，P＜0.05），染毒21 d，血漿中的MDA含量在各濃度組與對照組相比顯著升高（P＜0.05，P＜0.01）。結(jié)果見圖 4。

圖4 鎘對烏龜血漿中MDA含量的影響

3 討論

氧化應(yīng)激在許多疾病和中毒的致病機制中都扮演著一定的角色。細胞暴露于有害異物會產(chǎn)生ROS和自由基，當產(chǎn)生的ROS和自由基的量超過細胞的清除能力后，就會使機體處于應(yīng)激狀態(tài)，引起脂肪、蛋白質(zhì)和DNA受損［6］。ROS通過破壞細胞主要成分引起細胞壞死或凋亡［7］。例如，它能攻擊細胞膜上的多聚不飽和脂肪酸，引起脂質(zhì)過氧化和細胞膜損傷，而脂質(zhì)過氧化通常認為是誘發(fā)細胞氧化損傷的標志［8］。MDA是最被廣泛認可的脂質(zhì)過氧化和氧化應(yīng)激的標志物［9-10］。

對抗重金屬誘發(fā)的ROS的細胞防御系統(tǒng)包括SOD，CAT和GSH［11-12］。SOD是一種抗氧化酶，它能催化超氧陰離子變成H2O2和分子氧［13-14］。CAT能把H2O2變成 H2O 和 O2，從而減輕組織損傷［15］。GSH也是抗氧化系統(tǒng)的重要組成部分，它是一種非酶的抗氧化物，能中和自由基和脂質(zhì)過氧化物等活性氧成分，直接降低鎘毒性。

鎘雖然是一種有毒金屬，但它不能直接產(chǎn)生ROS［16］。但有實驗結(jié)果表明鎘能誘導(dǎo)ROS過量生成，并破壞抗氧化系統(tǒng)［17］。鎘誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激是一些實驗中經(jīng)常能見到的普遍現(xiàn)象。鎘誘導(dǎo)產(chǎn)生的超氧陰離子、H2O2和羥基自由基能激活氧化還原敏感的轉(zhuǎn)錄因子，進而改變ROS相關(guān)基因的表達。本實驗結(jié)果表明，7.5 mg/kg組、15 mg/kg組和30 mg/kg組烏龜血漿中SOD、CAT活性和GSH含量與對照組比較在染毒后1 w、2 w、3 w均有不同程度的降低，而MDA含量有不同程度的升高。結(jié)果表明，實驗龜腹腔注射7.5 mg/kg、15 mg/kg、30 mg/kg氯化鎘溶液誘導(dǎo)了氧化應(yīng)激。