N-乙酰半胱氨酸和硒对镉急性毒性的影响

N-乙酰半胱氨酸和硒对镉急性毒性的影响 N-乙酰半胱氨酸和硒对镉急性毒性的影响 中国公共卫生2005年4月第2l卷第4期ChinJPublicHealthApt2005Vo1.21No.44ll 文章编号:1001.0580{2005)04.0411.02中图分类号:R994.6文献标识码:A N一乙酰半胱氨酸和硒对镉急性毒性的影响 王雨.徐兆发,喻道军,贺安宁,徐斌 【论着】 摘要:目的对急性染镉大鼠预先投予N一乙酰半胱氨酸(N.acetylcysteine,NAC)和亚硒酸钠(Na2SeO3),探讨 其对急性染镉大鼠肝,肾毒性的影响.方法将Wistar大鼠32只随机分成4组.第1组为对照组,皮下注射0.9% 氯化钠,第2组为单纯染镉组,皮下注射35mol/kg的氯化镉溶液;第3,4组大鼠分别腹腔注射lmmol/kgNAC和 10mol/kgNa2SeO3预处理后2h,再皮下注射35gmol/kg的氯化镉溶液.染毒24h后测定血清乳酸脱氢酶(LDH),谷 丙转氨酶(GPT)活性以及肝,肾皮质中镉(CA),谷胱甘肽(GSH),丙二醛(MDA)含量和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH.Px) 活性.结果与对照组比较,单纯染镉组大鼠的血清LDH,GPT活性及肝肾镉含量显着升高,肝GSH,MDA含量显着 升高,GSH.Px活性显着下降.与单纯染镉组比较,NAC预处理组的血清GPT和LDH活性及肝GSH,MDA含量显着 降低,肝,肾皮质镉含量显着降低;Na2sE03预处理组血清GPT和LDH活性及肝,肾皮质GSH,镉含量显着降低,肝 GSH.Px活性及肾MDA含量显着升高.结论NAC和亚硒酸钠对急性染镉所致肝损伤具有一定的保护作用,其机 制可能与NAC或亚硒酸钠预处理后改变体内GSH含量或GSH.Px活性有关. 关键词:N一乙酰半胱氨酸;亚硒酸钠;镉;肝;肾 EffectsofN-acetylcysteineandsodiumseleniteonratswithacuteexposuretocadmiumWAN Gy",XUZhaofa,yU Daojun,eta1.DepartmentofEnvironmentalHealth,SchoolofPublicHealth,ChinaMedicalUniversity(Shenyang 110001,C^ina) Abstract:ObjectiveTostudytheeffectsofN— acetylcysteineandsodiumseleniteonliverandkidneyofratswithacute exposuretocadmium.Methods32Wistarratswererandamlydividedintofourgroups.Controlgroupwasinjectedscwith 0.9%NaC1;Cadmiumchloridegroupwasinjectedscwith35gmol/kgCAC12;Otherswerepretreatedbyadministeringipin— jectionof1mmol/kgNAC(N— acetylcysteine)and10gmol/kgNa2SeO3respectively2hourbeforetheinjectionofCAC12.Liv? er,kidneycortexandbloodsampleswerecollected24hoursafterCAC12administration.LDH(1acticdehydrogenase),GPT (glutamicpyruvictransaminase)activitiesinserumweredeterminedCA(1acdmium),MDA(malondialdehyde)andGSH(glu. tathion)contentsinliverandrenalcortexaswellasGSH.Px(glutathionpemxidase)activitiesweremensurated.Results Comparedwithcontrolgroup.LDHandGPTactivitiesinserumandCAcontentsinbothliverandrenalcortexwithCAalone wereobviouslyincreased.GSH.MDAcontentsinliverwereincreasedsignificantlyandGSH—Pxactivitieswereobviouslyde— creasedwithCdalone.ContrastwiththegroupofyenCAalone,LDHandGPTactivitiesinserumandGSH,MDAcontents inliverwiththeadministrationofNACweredecreasedsignificantly.CAcontentsnbothliverandrenalcortexalsodecreased significandy;ThepretreatmentofNa2SeO3hadsignificandyreducedLDH,Gractivitiesinserum;GSHandCAcontentsin b0thliverandrenalcortexwerealsoreducedsignificantly.ItalsoobviouslyincreasedGSH—PxactivitiesinliverandMDAcon. tentsinrenalcortexascomparedwiththosegivenCAalone.ConclusionsNACandNa2SeO3 mayhaveprotectiveeffectson CAinducedacutehc!patictoxicity.whichmayrelatetothecontentofGSHandtheactivitiesof GSH—Px. Keywords:N.acetylcysteine;sodiumselenite;cadmium;liver;renal 镉对肝,肾组织的损害与氧化损伤,氧化应激密切相 关【l】.体内存在的还原型谷胱甘肽含有巯基,可以立即与进 入体内的镉离子结合形成复合物,阻止镉对组织细胞的毒性, 是防止镉急性毒性的第一道防线.N一乙酰半胱氨(N.acety1. cysteine.NAC)是半胱氨酸的衍生物.它的巯基可作为H供 体而发挥直接的抗氧化作用,能再合成具有生物活性的谷胱 甘肽,从而起到间接抗氧化作用及自由基清除作用【,因而在 临床和实验中有着广泛的应用前景.硒(se)是谷胱甘肽过氧 化物酶(GSH.Px)的组成成分,在体内抗氧化系统中起重要的 作用,se能缓解镉对GSH.Px活性的抑制【,并且se在体内 代谢转化后可与镉结合形成复合物,降低游离镉浓度,相应降 低了镉的毒性.本文通过测定急性染镉对大鼠肝,肾的毒性 作用,观察NAC和Na2Seo3预处理对急性染镉大鼠肝肾毒性 *基金项且:国家自然科学基金资助项目(30371200) 作者单位:中国医科大学公共卫生学院环境卫生教研室,沈阳 11Ooo1 作者简介:王雨(1973一),女,沈阳人,讲师,博士在读,主要从事镉 中毒机制及防治研究. 的影响,为镉中毒的发病机制和防治提供依据. 1材料与方法 1.1实验动物分组及染毒健康成年Wistar大鼠32只,体 重(150?10)g,雌雄各半.随机分成4组,每组8只,第1组 为对照组;第2组为单纯染镉组;第3,4组为干预组.第1,2 组大鼠腹腔注射生理盐水(5mL/kg),第3,4组分别腹腔注 射NAC溶液(1mmol/kg),亚硒酸钠溶液(10~mol/kg).2h 后,对照组大鼠皮下注射生理盐水(5mL/kg),其余各组皮下 注射氯化镉溶液(358mol/kg). 1.2测定指标与方法大鼠染毒24h后乙醚麻醉,剖开腹 腔,从腹主动脉取血,分离血清.然后切取肝,肾组织,剥离肾 被膜,分离肾皮质.血清乳酸脱氢酶(LDH)的测定用2,4一二 硝基苯肼比色法;谷丙转氨酶(GPT)活性的测定用改良赖氏 法;肝,肾皮质丙二醛(MDA)含量的测定用硫代巴比妥酸比 色法;谷胱甘肽(GSH)含量的测定用DTNB(5,5'-dithio-dis.2. nitmbenzoic)直接法;GSH.Px活性测定用以GSH为底物的 DTNB法;肝,肾皮质镉含量测定用原子吸收分光光度法. 412中国公共卫生2005年4月第21卷第4期ChinJPublicHealthA2005"Col?21No?4 1.3统计用SPSS统计软件单因素方差分析方法 两组间比较用Q检 (AN0vA)进行组间差异的显着性检验, 验(LSD法). 2结果 2.1血清酶活性(表1) 表1大鼠血清LDH,GPT酶活性(U/L.?s) 注:与对照组比较,aP<O.05,bP<0.O1;与单纯染cd组比较,c P<0.01 从表1可见,单纯染镉组大鼠血清LDH与GPT活性显 着高于对照组,大鼠经NAC和Na2SeO3预处理后再皮下注射 35mol/kg~,化镉溶液,血清中LDH,GPT活性均明显低于 单纯染镉组,差异有统计学意义(P<0.01). 2.2肝,肾皮质镉含量(表2) 表2大鼠肝肾皮质镉含量(IIg/g湿重.?s) 注:与对照组比较较,bP<0.01;与单纯染cd组比较,cP<0.01 从表2可见,单纯染镉组大鼠肝脏和肾皮质镉含量与对 照组比较显着升高;大鼠经NAC和Na2SeO3预处理后再皮下 注射35mo1/k化镉溶液,肝脏和肾皮质镉含量均明显低 于单纯染镉组.差异有统计学意义(P<0.01). 2.3肝脏GSH,MDA含量及GSH.Px活性(表3) 表3大鼠肝脏GSH,MDA含量及GSH.Px活性(x?s) 注:与对照组比较.aP<0.05,bP<0.01;与单纯染CA组比较.c P<0.01.dP<0.05 从表3可见,单纯染镉组大鼠肝脏GSH,MDA含量显着 升高,GSH.Px活性显着降低;大鼠经NAC预处理后再染镉, 与单纯染镉组比较,肝脏GSH,MDA含量显着降低.经 Na2SeO3预处理后再染镉,与单纯染镉组比较,肝脏GSH, MDA含量显着降低,GsH_Px活性显着升高. 2.4肾皮质GSH,MDA含量及GSH.Px活性(表4)从表4 可见,单纯染镉组大鼠肾皮质GSH,MDA含量及GSH—Px活 性与对照组比较差异均无统计学意义(P>0.05);大鼠经 NAC预处理后再染镉,肾皮质MDA含量虽然高于单纯染镉 组,但其差异无统计学意义(P>0.05).经NaSe0预处理 后再染镉,与单纯染镉组比较,肾皮质GSH含量显着降低, MDA含量显着升高. 表4各组大鼠肾皮质GSH,MnA含量 及GSH.Px活性(?s) 注:与对照组比较,bP<0.01;与单纯染cd组比较,cP<0.01 3讨论 本文结果显示,大鼠皮下注射35m01/kg氯化镉溶液24h 后.血清GPT和LDH明显增高,提示急性染镉引起大鼠肝脏 明显损伤.有研究C4,5)认为,急性,亚急性镉暴露可引起肝内 GSH水平下降.镉通过耗竭细胞内GSH而削弱机体抗氧化 损伤的能力.本文结果表明,镉暴露引起了典型的肝损害,但 肝脏GSH含量显着升高,与Shibasaki(6]的结果一致,可能是 染镉后刺激机体合成GsH增加或者镉抑制了GSH—Px的活 性,从而抑制了作为GSH—Px底物的GSH的转化,因此导致 GSH的堆积. NAC干预组大鼠血清GPT,LDH活性显着低于单纯染 镉组.提示NAC预处理能拮抗镉的急性肝脏毒性.本文证 实,腹腔注射NAC使肝肾组织镉含量显着降低,肝脏GSH和 MDA含量显着低于单纯染镉组而接近正常对照水平.推测 NAC拮抗镉的肝脏毒性是由于血液中半胱氮酸或GSH直接 与镉结合.减少了镉在肝肾组织的蓄积,增加了镉的排泄. 本文结果还表明,Na2SeO3明显降低cd所致的血清GPT 和LDH升高,提示它可减轻急性染CA所致的肝脏损伤. Na2SeO3缓解cd所致的肝脏GSH和MDA的升高,缓解镉对 肝脏GSH—Px活性的抑制.但使肾皮质MDA含量显着增加, GSH含量下降.硒对急性染镉大鼠肝肾毒性的影响有待进 一 步深入研究. 参考文献 1ShaikhZA.Vu1vr,Zal~SJlK.Oxidativestressasamechanismof chroniccadmium-indueedhepatotoxicityandrenaltoxicityandpre? ventionbyantioxidants[J].ToxicolApplPharmacol,1999,154(3); 256—263. 2GilfissenA,ScharlingB,JaworskaM,eta1.Oxidantscavengerfunc— tionofambroxolinvitro:acomparisonwithN.Acetyleysteine[J].Res ExpMed.1997.196(3):389—393. 3MeyersA.HoseWA.WelchRM.Somemetabolicinterrelationships betweentoxicleveIsofcadmiumandnontoxiclevelsofseleniumfedto rats【J].JNutr.1982.112(5):954—959. 4BagchiD,BagchiM,HassounEA.eta1.Cadmium-indueedexcretionof urinarylipidperoxidationinSprague-Dawleyrats[J].BiolTraceElem Res,1996,52(2):143—154. 5KarmakarR,BanikS,BandyopadhyayS.eta1.Cadmium-inducedal? terationofhepaticlipidperoxidation,glutathioneS-transferaseactivity andreducedgl【utathionelevelandtheirpossiblecorrelationwithchro. mosomalaberrationinmice,atimecoursestudy【J].MutatRes. 1998.397(2):183—190. 6ShibasakiT,XuQY,OhnoI,eta1.Effectoftriethylenepen.tamine? hexaaceticacidontherenaldamageincadmium—treatedSyrianham. sters[JJ.BiolTraceElemRes,1995,5O(2):157—165. 收稿日期:2004—12.23(宋艳萍编辑孔繁学校对)