长期铝暴露对大鼠肝脏功能的影响

李艳飞，赵汉嵩，罗继龙，于鸿祥，王明河

（东北农业大学动物医学学院，黑龙江 哈尔滨150030）

铝是自然界中含量非常丰富的一种金属元素，因其优良的特性而被广泛使用［1］。近年来，随着现代工业的发展，铝矿不断开采，酸雨频发，通过食物、饮水、空气甚至药物进入动物机体的铝量大大增加［2］。大量动物试验证实，长期铝暴露可在动物机体的肝、肾、脑、骨、肺等器官中大量蓄积［3］，肝脏是机体最大的腺体，是外来化学物代谢和生物转化的最主要的器官，因此也是最易遭受损害的器官。有研究表明，进入动物体内的铝能够很快在肝脏内蓄积并且抑制肝脏正常功能，但其机理尚不清楚。为了深入研究铝暴露对肝脏的损伤作用并提供切实可靠的参考性指标，本试验通过饮水建立长期铝暴露大鼠模型，通过对血清中肝功酶及肝脏氧化与抗氧化状态检测，旨在揭示铝对大鼠肝脏的毒性作用，提供铝对肝脏毒害的参考性指标，为铝对动物肝脏毒害的解除提供理论资料。

1 材料与方法

1.1 主要仪器和试剂 99%（质量纯度）结晶三氯化铝，为国产分析纯。CX－5全自动生化分析仪（德国BECKMAN公司），Avanti 30低温高速离心机（上海安亭科学仪器厂），PS－9000705超纯水制备装置（美国 Millpore公司），Forma－86C超低温冰箱（Forma－86C超低温冰箱），GSH－PX、SOD、MDA、考马斯亮蓝蛋白试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。其他试剂均为国产分析纯。

1.2 试验动物和处理 48只4周龄雄性 Wistar大鼠（购自哈尔滨中医药大学），预饲喂1周，随机均分为4组，分别于饮水中添加 0，64.18，128.36，256.72mg／kg体重 AlCl3·6H2O溶液，分为对照组和低、中、高剂量染铝组。各组大鼠自由采食饮水，试验期为120d。

1.3 检测项目和方法

1.3.1 血清ALT、AST活性检测 试验结束后，大鼠眼球采血，分离血清，用全自动生化分析仪检测ALT、AST活性。

1.3.2 血清、肝脏抗氧化指标检测 大鼠剖杀后分离肝脏，冰浴下快速匀浆，取匀浆液用于GSH－PX、SOD活力和MDA含量检测，具体操作严格按照试剂盒说明书进行。

1.4 数据处理 所有结果均以平均数±标准差表示，并采用SPSS 18.0软件进行单因素方差检验。

2 结果

2.1 大鼠血清ALT、AST活性检测结果 随染铝剂量的增加，血清ALT和AST活性逐渐升高，存在染铝剂量－效应关系，各染铝组血清ALT活性及AST活性显著高于对照组（P＜0.05；P＜0.01）（表1）。

表1 血清中丙氨酸氨基转移酶和天门冬氨酸氨基转移酶活性

2.2 大鼠血清、肝脏抗氧化功能检测结果

2.2.1 血清和肝脏中GSH－Px活性检测结果 随染铝剂量的增加，血清和肝脏中GSH－Px活性呈下降趋势，存在染铝剂量－效应关系，各染铝组GSHPX活性极显著低于对照组（P＜0.01）（表2）。

2.2.2 大鼠血清和肝脏中SOD活性检测结果 随染铝剂量的增加，血清、肝脏SOD活性呈先上升后下降趋势，低剂量染铝组高于对照组，组间差异不显著（P＞0.05）；中、高剂量染铝组低于对照组，高剂量染铝组SOD活性与对照组间有极明显差异（P＜0.01）（表3）。

表2 血清、肝脏GSH－PX活性检测

表3 血清、肝脏SOD活性检测

2.2.3 大鼠血清和肝脏中MDA含量检测结果随染铝剂量的增加，血清、肝脏中MDA含量呈上升趋势。血清MDA含量在中、高剂量染铝组极显著高于对照组（P＜0.01）；肝脏 MDA含量各染铝组均显著高于对照组（P＜0.05；P＜0.01）（表4）。

表4 血清、肝脏MDA含量检测

3 讨论

3.1 铝对大鼠肝脏血清ALT、AST活性的影响肝脏是动物体内参与消化的最大腺体，承担多种物质代谢活动，含有大量酶类，各种有害因子及外来毒物能以肝细胞为靶细胞，激发肝细胞损伤，肝脏酶的释放是反映肝细胞损伤的重要指标。ALT和AST在肝脏细胞中活性最高，肝细胞病变引起的变性、炎症和坏死会导致细胞肿胀及细胞膜的通透性增高，AST与ALT即可通过细胞膜释放到血液中，引起血清中浓度升高，二者是监测肝脏损伤的敏感指标。马迎教等［4］用AlCl3水溶液腹腔注射大鼠后，大鼠血清ALT、AST活性升高。禚金花等［5］用AlCl3染毒Wistar大鼠3周后发现，染铝组大鼠血清AST活性显著高于对照组。本试验发现，随着染铝剂量的增加，大鼠血清ALT、AST活性显著升高，提示长时间铝暴露可导致肝细胞损伤。

3.2 铝对大鼠抗氧化功能的影响 铝是地壳中含量最丰富的金属元素，因其优良特性被广泛使用，加之现代工业的发展，动物机体接触铝大大增加，铝在机体内蓄积可直接或间接地对机体产生损害作用，大量临床病理和动物试验表明，这些损害多与体内脂质过氧化反应有关。SOD是机体抗脂质过氧化酶促防御系统中的一个重要酶，能有效清除氧自由基，终止自由基连锁反应，保证细胞膜完整和细胞的正常功能［6］。GSH－PX是一种抗氧化酶，可清除线粒体及胞浆中所产生的过氧化氢和脂类中的过氧化氢。而MDA为脂质过氧化终产物之一，其水平的高低与机体的脂质过氧化程度呈正比。这3项指标可反映机体的脂质过氧化和抗氧化水平［7］。张利莉等［8］以氯化铝拌饲料喂养，染铝6.5个月，小鼠GSH－PX、SOD活性明显降低，MDA含量明显升高。黄玉芳等［9］研究发现，随着染铝时间的延长，小鼠血清、肝、心、脑组织SOD活性下降；心、肝组织 MDA含量升高，提示染铝可导致机体脂质过氧化反应加强。本试验发现，随着染铝剂量的增加，血清和肝脏中GSH－Px、SOD活性逐渐降低，而MDA含量逐渐上升，呈现一定的剂量－效应关系，这表明铝暴露可引发肝脏组织脂质过氧化反应，抗氧化能力下降，导致肝脏氧化损伤，从而破坏肝细胞结构，影响肝功酶的释放，损害肝脏功能。这与李姝［10］报道铝可使肝脏脂质过氧化作用增强导致MDA升高相一致。本试验中SOD活性在低剂量染铝时高于对照组，可能是由于铝暴露诱导脂质过氧化反应增强时，机体代偿性地增加SOD活力以对抗增强的过氧化反应。

综上所述，长期铝暴露可导致大鼠肝脏脂质过氧化作用增强，抗氧化功能降低，引发肝组织氧化应激，导致肝脏损伤，肝功酶释放异常，肝脏功能受损。

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